Разработка методов акустооптики и расчет характеристик акустооптических устройств в среднем и дальнем инфракрасном диапазоне

В современном мире все большее значение приобретают вопросы экологии, экологической безопасности и экологического мониторинга среды обитания человека. Контроль объемов выбросов парниковых газов, оксидов серы, азота, а также вредных химических соединений и отравляющих газов является важнейшей задачей, эффективное решение которой позволит сберечь природу и спасти жизни людей. Эффективным решением данной задачи является применение спектрометрических устройств на основе акустооптического эффекта, которые обладают рядом преимуществ относительно других аналогичных приборов. К таким преимуществам относятся: компактность, отсутствие движущихся частей, малый вес, малая потребляемая мощность, высокое быстродействие, широкий оптический диапазон перестройки. На сегодняшний момент созданы акустооптические устройства, осуществляющие спектральный анализ в видимом и ближнем инфракрасном спектральных диапазонах. Однако наиболее проблематичной для современной акустооптики является разработка приборов для средней и дальней ИК области спектра, хотя потребность в них чрезвычайно высока, поскольку большинство парниковых газов (включая метан), оксиды азота, серы, соединения хлора, ароматические углеводороды и фенолы имеют сильные полосы поглощения именно в диапазоне от 4 до 15 мкм. В этом же спектральном диапазоне находятся полосы поглощения известных опасных для человека газов и химических соединений, например, иприта, зарина и зомана. Исследованию новых материалов ИК акустооптики и созданию приборов на их основе был посвящен Проект РНФ № 19-12-00072, выполнявшийся в течение 2019-2021 гг. В процессе его выполнения был получен ряд оригинальных результатов, представленных в 55 публикациях в зарубежных и отечественных изданиях, включая 5 статей в зарубежных журналах первого квартиля (Q1) по импакт-фактору JCR Science Edition и 32 статьи, индексируемые в базах данных Web of Science Core Collection и SCOPUS. Данный Проект является продолжением исследований в области акустооптики ИК диапазона. В процессе его выполнения будут созданы устройства, которые позволят проводить дистанционный мониторинг состава атмосферы Земли, контролировать состояние её природных ресурсов и среды обитания человека, выявлять объемы и содержание вредных выбросов промышленных предприятий. Запланированные исследования носят пионерский характер и превосходят мировой уровень работ в данной области оптической электроники.