СПОСОБ ОПТИЧЕСКОГО ДИСТАНЦИОННОГО ОБНАРУЖЕНИЯ СОЕДИНЕНИЙ В СРЕДЕ

1. Способ оптического дистанционного обнаружения соединений в среде (4, 13, 113, 215), в котором:
осуществляют детектирующее измерение путем испускания в среду (4, 13, 113, 215) из источника (1, 11, 111, 211) света, называемого детектирующим источником света, коротких импульсов света, охватывающего широкий диапазон длин волн шириной по меньшей мере 3 нм, предпочтительно шириной по меньшей мере 10 нм, и детектирования части света, рассеянного средой в обратном направлении, посредством модуля (6, 15, 118, 217) детектирования с временным разрешением;
осуществляют эталонное измерение путем испускания в среду (4, 13, 113, 215) из источника (1, 11, 111, 211) света, называемого эталонным источником света, характеристики которого идентичны характеристикам детектирующего источника света, коротких импульсов света и детектирования части света, рассеянного средой в обратном направлении, посредством модуля (6, 15, 119, 217) детектирования с временным разрешением, причем испускаемый свет или свет, рассеянный в обратном направлении, фильтруют при помощи управляемых средств (2, 16, 115, 218) фильтрации, воспроизводя оптический спектр света с рабочими длинами волн по меньшей мере одного заданного искомого соединения;
осуществляют сравнение результатов детектирующего измерения и эталонного измерения с целью определения возможного присутствия в среде искомого соединения или искомых соединений;
при этом осуществляют динамическую модификацию управляемых средств (2, 16, 115, 218) фильтрации, причем для ряда разных соединений, присутствие которых возможно в данной среде, производят ряд эталонных измерений и ряд соответствующих сравнений.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что детектирующий источник света и эталонный источник света содержат лазер, испускающий импульсы света с расширенным спектром длин волн.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что детектирующий источник света и эталонный источник света вырабатывают импульсы длительностью от 20 фс до 10 пс, предпочтительно от 100 фс до 300 фс, и мощностью предпочтительно от 3 ГВт до 100 ТВт, в предпочтительном варианте от 0,5 ТВт до 5 ТВт.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что импульсы, испускаемые в среду, представляют собой импульсы белого света.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что измерения и сравнение осуществляют так, чтобы обеспечить определение концентрации присутствующего обнаруженного соединения.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что детектирующее измерение или детектирующие измерения, а также эталонные измерения осуществляют с использованием единого источника (1, 11, 111) света, причем детектирующее измерение производят без фильтрации.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что на каждое эталонное измерение производят отдельное детектирующее измерение.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что управляемые средства (2) фильтрации расположены между источником света, используемым для эталонных измерений, и средой, с тем, чтобы фильтровать испускаемый свет в ходе эталонного измерения.
9. Способ по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что средства фильтрации содержат оптический пространственный модулятор фазы и/или амплитуды или микроэлектронную отражающую или интерференционную систему.
10. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что управляемые средства (16, 115, 218) фильтрации расположены между средой (13, 113, 215) и модулем (15, 119, 217) детектирования, используемым для эталонного измерения, с тем, чтобы фильтровать свет, рассеянный в обратном направлении, в ходе эталонного измерения.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что средства (115) фильтрации содержат средства (117), обеспечивающие возможность направления света с длинами волн, сильно поглощаемых искомым соединением или искомыми соединениями, к одному модулю (119) детектирования, и направления света с длинами волн, слабо поглощаемых искомым соединением или искомыми соединениями, к другому модулю (118) детектирования, причем детектирующие и эталонные измерения производят одновременно.
12. Устройство для оптического дистанционного обнаружения соединений в среде (4, 13, 113, 215), содержащее
набор элементов для детектирующего измерения, содержащий источник (1, 11, 111, 211) света, называемый детектирующим источником света, испускающий в среду короткие импульсы света шириной по меньшей мере 3 нм, предпочтительно по меньшей мере 10 нм, и модуль (6, 15, 118, 217) детектирования с временным разрешением части света, рассеянного средой в обратном направлении, производящий детектирующее измерение;
набор элементов для эталонного измерения, содержащий источник (1, 11, 111, 212) света, называемый эталонным источником света, характеристики которого идентичны характеристикам детектирующего источника света, испускающий в среду короткие импульсы света, управляемые средства (2, 16, 115, 218) фильтрации, которые осуществляют фильтрацию испускаемого света или света, рассеянного в обратном направлении, воспроизводя оптический спектр света с рабочими длинами волн по меньшей мере одного заданного искомого соединения, и модуль (6, 15, 119, 217) детектирования с временным разрешением части света, рассеянного средой в обратном направлении, производящий эталонное измерение;
средства сравнения результатов детектирующего измерения и эталонного измерения с целью определения возможного присутствия в среде искомого соединения или искомых соединений;
автоматизированные средства модификации управляемых средств фильтрации, позволяющие производить ряд эталонных измерений для ряда разных соединений, присутствие которых возможно в данной среде.
13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что детектирующий источник света и эталонный источник света содержат лазер.
14. Устройство по п.12, отличающееся тем, что детектирующий источник света и эталонный источник света вырабатывают импульсы длительностью от 20 фс до 10 пс, предпочтительно от 100 фс до 300 фс, и мощностью предпочтительно от 3 ГВт до 100 ТВт, в предпочтительном варианте от 0,5 ТВт до 5 ТВт.
15. Устройство по п.12, отличающееся тем, что модули детектирования и средства сравнения содержат средства вычисления концентрации обнаруженного соединения или обнаруженных соединений.
16. Устройство по п.12, отличающееся тем, что детектирующий источник (211) света предусмотрен отдельно от эталонного источника (212) света.
17. Устройство по п.12, отличающееся тем, что детектирующий источник света и эталонный источник света представляют собой один и тот же единственный источник (1, 11, 111) света, при этом детектирующие измерения производятся без фильтрации.
18. Устройство по п.12, отличающееся тем, что содержит средства управления, позволяющие чередовать детектирующие измерения и эталонные измерения.
19. Устройство по п.12, отличающееся тем, что управляемые средства фильтрации расположены между источником света, используемым для эталонных измерений, и средой, с тем, чтобы фильтровать испускаемый свет в ходе эталонного измерения.
20. Устройство по любому из пп.12-19, отличающееся тем, что средства фильтрации содержат оптический пространственный модулятор фазы и/или амплитуды или микроэлектронную отражающую или интерференционную систему.
21. Устройство по любому из пп.12-18, отличающееся тем, что управляемые средства (16, 115, 218) фильтрации расположены между средой (13, 113, 215) и модулем (15, 119, 217) детектирования, используемым для эталонного измерения, с тем, чтобы фильтровать свет, рассеянный в обратном направлении, в ходе эталонного измерения.
22. Устройство по п.21, отличающееся тем, что средства (115) фильтрации содержат средства (117), обеспечивающие возможность направления света с длинами волн, сильно поглощаемых искомым соединением или искомыми соединениями, к одному модулю (119) детектирования, и направления света с длинами волн, слабо поглощаемых искомым соединением или искомыми соединениями, к другому модулю (118) детектирования, причем детектирующие и эталонные измерения производятся одновременно.