Разработка детектора для портативного атомно-эмиссионного и флуоресцентного датчика

   Разработан детектор на базе КМОП-линейки (комплементарный металл-оксид-полупроводник) для регистрации атомно-эмиссионных и флуоресцентных спектров в задачах экологического мониторинга природных вод. Система создана на основе фотодетектора Hamamatsu S11639-01 и микроконтроллера STM32F401, что обеспечивает низкую стоимость детектора. Разработано программное обеспечение для управления и синхронизации детектора, а также визуализации спектров в реальном времени. Экспериментальные испытания на спектральных источниках показали высокую чувствительность в диапазоне 200—950 нм и линейность отклика при экспозициях от десятков микросекунд до нескольких минут. Детектор успешно зарегистрировал спектры ртутно-аргоновой лампы и флуоресценцию раствора флуоресцеина, включая малоинтенсивные эмиссионные линии. Подтверждена возможность применения разработанного детектора в портативных гибридных сенсорах для одновременного определения элементного состава и оценки содержания растворенного органического вещества по данным флуоресценции.

1. С. Собянин, Е. Данчиков, Ю. Урожаева. Доклад о состоянии окружающей среды в городе Москве в 2024 году [Электронный ресурс], URL: https://www.mos.ru/upload/content/files/ce91e7d457ac339d0b3ceb1fd881298e/DokladosostoniiokryjausheisredivgorodeMokvev2024gody.pdf (дата обращения: 24. 11. 2025)

2. D. B. Lindenmayer, G. E. Likens. Biolog. Conserv., 143, N 6 (2010) 1317—1328

3. P. Pohl, P. Jamroz, K. Swiderski, A. Dzimitrowicz, A. Lesniewicz. TrAC Trends in Analytical Chemistry, 88 (2017) 119—133

4. И. Н. Крылов, О. Н. Ерина, А. Н. Дроздова, И. В. Селиверстова, Т. А. Лабутин. Журн. прикл. спектр., 91, № 5 (2024) 733—740 [I. N. Krylov, O. N. Erina, A. N. Drozdova, I. V. Seliverstova, T. A. Labutin. J. Appl. Spectr., 91, N 5 (2024) 1065—1071]

5. С. А. Бабин, Д. О. Селюнин, В. А. Лабусов. Заводская лаборатория. Диагностика материалов, 85, № 1(II) (2019) 96—102

6. Авеста – ASP-75m. Компактный универсальный спектрометр [Электронный ресурс], URL: https://avesta.ru/product/asp-75-kompaktnyj-universalnyj-spektrometr/ (дата обращения: 24. 11. 2025)

7. А. М. Ливщиц, Е. В. Горский. Контроль. Диагностика, 7 (2015) 50—53

8. WeAct Studio. MiniSTM32F4x1 [Электронный ресурс], URL: https://github.com/WeActStudio/WeActStudio.MiniSTM32F4x1 (дата обращения: 24. 11. 2025)

9. Линейные фоточувствительные приборы с зарядовой связью ФПЗС13Л/14Л [Электронный ресурс], URL: https://pulsarnpp.ru/components/com_jshopping/files/demo_products/fpzs_13l_14l.pdf (дата обращения: 27. 01. 2026)

10. CMOS linear image sensor S11639-01 | Hamamatsu Photonics [Электронный ресурс], URL: https://www.hamamatsu.com/us/en/product/optical-sensors/image-sensor/ccd-cmos-nmos-image-sensor/line-sensor/for-spectrophotometry/S11639-01.html (дата обращения: 24. 11. 2025)

11. CMOS linear image sensor S12706 | Hamamatsu Photonics [Электронный ресурс], URL: https://www.hamamatsu.com/content/dam/hamamatsu-photonics/sites/documents/99_SALES_LIBRARY/ssd/s12706_kmpd1146e.pdf (дата обращения: 27. 01. 2026)

12. CMOS linear image sensor S13496 | Hamamatsu Photonics [Электронный ресурс], URL: https://www.hamamatsu.com/content/dam/hamamatsu-photonics/sites/documents/99_SALES_LIBRARY/ssd/s13496_kmpd1164e.pdf (дата обращения: 27. 01. 2026)

13. Toshiba CCD linear image sensor TCD1304DG | Toshiba [Электронный ресурс], URL: https://tcd1304.wordpress.com/wp-content/uploads/2016/07/tcd1304dg.pdf (дата обращения: 27. 01. 2026)

14. Toshiba CCD linear image sensor TCD2561D | Toshiba [Электронный ресурс], URL: https://www.datasheet.live/pdfviewer?url=https%3A%2F%2Fpdf.datasheet.live%2F8c675970%2Ftoshiba.co.jp%2FTCD2561D.pdf (дата обращения: 27. 01. 2026)

15. Objective Development Software GmbH. Free USB-IDs for shared use [Электронный ресурс], URL: https://github.com/obdev/v-usb/blob/master/usbdrv/USB-IDs-for-free.txt (дата обращения: 24. 11. 2025)

16. D. Filimonchuk. libusb_stm32 [Электронный ресурс], https://github.com/dmitrystu/libusb_stm32 (дата обращения: 24. 11. 2025)

17. IUP – Portable User Interface [Электронный ресурс], URL: https://www.tecgraf.puc-rio.br/iup/ (дата обращения: 24. 11. 2025)

18. libusb [Электронный ресурс], URL: https://libusb.info/ (дата обращения: 24. 11. 2025)

19. P. Pohl, P. Jamzor, K. Swiderski, A. Dzimitrowicz, A. Lesniewicz. TrAC–Trends Anal. Chem., 88 (2017) 119—133

20. Б. К. Зуев, В. В. Ягов, М. Л. Гецина, Б. А. Руденко. ЖАХ, 54, № 10 (2002) 1072