CEREX report 2010-June. Detection of Explosives Particles by Imaging Raman Spectroscopy

FOI har i flera projekt undersökt Ramanspektroskopi som en metod för avståndsdetektion av sprängämnen. Metoden har visat sig ge goda resultat vid bulkdetektion [1-3], gasfasdetektion [4] och partikeldetektion [5]. För att kunna hitta eventuella IED: er och andra explosiva hot behövs känsliga metoder. Den explosiva varan kommer oftast inte ligga öppen, synlig för ögat, terroristen kommer troligen att paketera explosivvaran i en ogenomskinlig väska, eller liknande. Detta gör det omöjligt att detektera explosivvaran med tidigare använd metod. En möjlighet är då att använda en partikeldetektionsmetod för att kunna hitta de rester som tillverkaren oundvikligt kommer att sprida på och runt sig. Med hjälp av partikeldetektion skulle man kunna hitta tillverkaren eller fabriken innan skada orsakats. Partikeldetektionen bygger på Ramanspektroskopi men har modifierats genom att den annars använda spektrometern har bytts ut mot avstämbara filter och ICCD-kamera. Det gör det möjligt att använda sig av avbildande Ramanspektrometri och har i tidigare rapport [5], visat sig kunna särskilja och identifiera fyra olika cylindriska bitar av bland annat explosivämnen, alla med en diameter på 5 mm. Detta system för partikeldetektion är utvecklat av FOI och patentansökan har lämnats in. Denna rapport beskriver arbetet med att ta fram en mer kompakt demonstrator för att detekterar små partikelmängder, av explosivämnen. Systemet är monterat på ett så kallat "pan-och-tilt huvud" och kan därigenom riktas mot olika mål för detektion och identifikation, vilket gör det möjligt att använda i fält. Referensspektrum på olika explosivämnen så som TNT, RDX och PETN har uppmätts för att utöka biblioteket av ämnen för identifikation. Man har även kunnat identifiera partiklar av AN, DNT och TNT i ett fingeravtryck. Fortsatt arbete inom mjukvaruutvecklingen bör göras, bland annat brusreducering, bildbehandling och förbättrade identifikations algoritmer. För att ytterliggare förbättra upplösningen, skulle vissa förbättringar inom optiken i systemet kunna göras. Ett framtida mål är att detektionen ska kunna ske med ögonsäker laser, vilket motsvarar en laservåglängd i UV-området med lägre effekt och högre repetitionsfrekvens än den nuvarande. För att det ska kunna ske så måste de avstämbara filtren anpassas för UV-området