МОСКВА, 8 июня. /ТАСС/. Сотрудники Физико-технического института (ФТИ) им. А. Ф. Иоффе РАН в Санкт-Петербурге создали конкурентоспособные компоненты оптических датчиков. Они являются ключевыми элементами высокоточных, быстродействующих и компактных газоанализаторов. Об этом сообщили в четверг в пресс-службе Минобрнауки РФ.

       Сегодня существует можество газоанализаторов, которые различаются по принципу действия, функционалу и назначению. Один из наиболее распространенных видов - полупроводниковые оптические газоанализаторы, работающие на принципе поглощения инфракрасного (ИК) излучения детектируемым веществом: газом или жидкостью.

       Такие приборы отличает высокое быстродействие, способность настраиваться на различные газы (селективность), отсутствие необходимости регенерации, долговечность, небольшие размеры и низкое энергопотребление. Поэтому научные группы во многих странах мира ведут разработки полупроводниковых компонентов датчиков для оптических газоанализаторов различного назначения. В частности, это такие оптические компоненты, как светодиоды и фотоприемники.

       "По своим характеристикам наши оптические компоненты для газоанализаторов соответствуют уровню мировых лидеров при гораздо более низкой стоимости. Если же говорить об отечественном рынке, то наша разработка по ряду параметров превосходит существующие российские аналоги", - приводит пресс-служба слова заведующего лабораторией инфракрасной оптоэлектроники ФТИ им. А. Ф. Иоффе Максима Ременного.

       Датчик состоит из двух основных компонентов: светодиода, который генерирует излучение инфракрасного диапазона, и приемника излучения - фотодиода. Проходя через различные среды, излучение светодиода поглощается в разной степени, а приемник регистрирует эти изменения. Поэтому, зная характерные спектральные линии поглощения ИК излучения такими веществами, как например, углекислый газ или этиловый спирт, можно зафиксировать в воздухе их присутствие и концентрацию.

       Научные сотрудники ФТИ им. А. Ф. Иоффе разрабатывают технологию получения полупроводниковых материалов (гетероструктур) для таких датчиков на протяжении многих лет. Накопленный за эти годы опыт позволил создать высокоэффективные светодиоды, а также фотоприемники, способные фиксировать предельно низкие концентрации газов.

       Применение датчиков

       Оптические датчики, в частности, используются в прикроватных мониторах и аппаратах искусственной вентиляции легких (ИВЛ) для отслеживания состояния пациента.

       "Мы разработали компактные источники и приемники инфракрасного излучения, которые могут использоваться для создания оптических газоанализаторов-капнографов - устройств, измеряющих концентрацию углекислого газа у пациента во время искусственной вентиляции легких. В последние годы аппараты ИВЛ стали особо актуальными при терапии тяжелой формы COVID-19. Кроме того, наши компоненты являются ключевыми элементами датчиков в составе специальных рамок для экспресс-тестов на алкоголь у сотрудников промышленных предприятий", - сказал Ременный.

       Мелкосерийное производство датчиков будет запущено на базе индустриального партнера - ООО "ИоффеЛЕД" - малой инновационной компании, созданной при участии ФТИ им. А. Ф. Иоффе. В настоящее время сотрудники института разрабатывают датчики-газоанализаторы для систем пожаротушения нового российского пассажирского самолета МС-21, систем общей пожарной безопасности и контроля состава атмосферы для промышленного и медицинского применения.

       Исследование проводилось при финансовой поддержке Минобрнауки России.