Отдел терагерцовой спектрометрии, 160

Терагерцовый диапазон частот является очень привлекательным для спектроскопических исследований, поскольку в нем находятся наиболее сильные линии поглощения многих важных молекул. Коллективом отдела была разработана уникальная серия синтезаторов частот терагерцового диапазона с кварцевой стабильностью частоты, предназначенных для прецизионной спектроскопии, метрологии, коммуникационных систем. В отделе ведутся работы по неинвазивной медицинской диагностике на основе анализа выдыхаемого воздуха, определение жизнеспособности трансплантатов с помощью анализа промывочной жидкости, по определению примесей в высокочистых веществах, мониторинг химических процессов in situ, по изучению вращательных спектров токсичных веществ, обнаружение вредных соединений в атмосфере.

 Направления исследований

В отделе представлены 4 направления:

• Развитие методов нестационарной спектроскопии ТГц частотного диапазона: разработка синтезаторов, генераторов гармоник на КПСР, спектрометров субТГц и ТГц частотных диапазонов;
• Аналитические исследования: определение примесей в высокочистых веществах, мониторинг химических процессов in situ в hi-tech;
• Биология и медицина: неинвазивная медицинская диагностика на основе анализа выдыхаемого воздуха, определение жизнеспособности трансплантатов с помощью анализа промывочной жидкости;
• Экология и безопасность: изучение вращательных спектров токсичных веществ, обнаружение вредных соединений в атмосфере.

---

Структура

---

Проекты, результаты

---

Оборудование

• Установка для получения сверхзвуковых молекулярных пучков для аналитических исследований (медицинские газы, фреоны и т. д.);
• Разработанные и реализованные спектрометры субТГц и ТГц частотных диапазонов на эффектах свободно затухающей поляризации, фазовой манипуляции частоты и быстрого прохождения;
• Разработанные и реализованные синтезаторы субТГц и ТГц частотных диапазонов;

---

Патенты

• Вакс В.Л., Домрачева Е.Г., Кинев Н.В., Кошелец В.П., Приползин С.И., Яблоков А.А. Способ спектроскопического анализа газовых смесей и спектрометр для его осуществления // Патент на изобретение RU 2650354, зарегистрирован в Гос.реестре изобретений РФ 11.04.2018 г.
• Шейков Ю. В., Вакс В. Л., Лукьяненко И. А., Домрачева Е. Г., Яблоков А. А., Вахмистров С. А., Михайлов А. Л. Способ спектрометрического анализа газообразных продуктов разложения взрывчатых веществ. // Патент на изобретение RU 2 695 954 C1, зарегистрирован в Гос.реестре изобретений РФ 29.07.2019 г.
  
•  Вакс В.Л., Айзенштадт А.А., Домрачева Е.Г., Черняева М.Б., Анфертьев В.А., Гаврилова К.А., Ларин Р.А. Способ спектроскопического исследования тканевых метаболитов и устройство для его осуществления // Патент на изобретение RU 2 785 915 C1, зарегистрирован в Гос.реестре изобретений РФ 14.12.2022 г.·         

---

Публикации

2023 год

Vaks, V.; Anfertev, V.; Ayzenshtadt, A.; Chernyaeva, M.; Domracheva, E.; Glushkova, K.; Larin, R.; Shakhova, M. Novel Approaches in the Diagnostics of Ear-Nose-Throat Diseases Using High-Resolution THz Spectroscopy. Appl. Sci. 2023, 13, 1573. https://doi.org/10.3390/app13031573.

2022 год

A.L. Pankratov, A.V. Gordeeva, L.S. Revin, D.A. Ladeynov, A.A. Yablokov, L.S. Kuzmin - Approaching microwave photon sensitivity with Al Josephson junctions // Beilstein Journal of Nanotechnology, vol. 13, pp. 582–589, 2022.

A.L. Pankratov, L.S. Revin, A.V. Gordeeva, A.A. Yablokov, L.S. Kuzmin, E. Il’ichev - Towards a microwave single-photon counter for searching axions // npj Quantum Information, vol. 8:61, 2022

E.I. Glushkov, A.V. Chiginev, L.S. Kuzmin, L.S. Revin - A broadband detector based on series YBCO grain boundary Josephson junctions // Beilstein Journal of Nanotechnology, vol. 13, pp. 325–333, 2022.

2021 год

A. A. Lykina, M. M. Nazarov, M. R. Konnikova, I. A. Mustafin, V. L. Vaks, V. A. Anfertev, E. G. Domracheva, M. B. Chernyaeva, et al., "Terahertz spectroscopy of diabetic and non-diabetic human blood plasma pellets," J. Biomed. Opt. 26(4), 043006 (2021), doi: 10.1117/1.JBO.26.4.043006.

A. A. Lykina, V. A. Anfertev, E. G. Domracheva, M. B. Chernyaeva, Yu. A. Kononova, Ya. G. Toropova, D. V. Korolev, O. A. Smolyanskaya, V. L. Vaks, "Terahertz high-resolution spectroscopy of thermal decomposition gas products of diabetic and non-diabetic blood plasma and kidney tissue pellets," J. Biomed. Opt. 26(4), 043008 (2021), doi: 10.1117/1.JBO.26.4.043008.

V. L. Vaks, E. G. Domracheva, M. B. Chernyaeva, S. I. Pripolzin, V. A. Anfertev, A. A. Yablokov, I. A. Lukyanenko and Yu. V. Sheikov, High-Resolution Terahertz Spectroscopy for Investigation of Energetic Materials During Their Thermal Decomposition // IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology, Vol. 11 (24), 2021, p. 443-453 DOI 10.1109/TTHZ.2021.3074030.

Vaks, V.; Aizenshtadt, A.; Anfertev, V.; Chernyaeva, M.; Domracheva, E.; Gavrilova, K.; Larin, R.; Pripolzin, S.; Shakhova, M. Analysis of the Thermal Decomposition Products of Pathological and Healthy Tissues in Paranasal Sinuses: A High-Resolution Terahertz Gas Spectroscopy Study. Appl. Sci. 2021, 11, 7562. https://doi.org/10.3390/app11167562.

L.S. Revin, D.A. Pimanov, A.V. Blagodatkin, A.V. Gordeeva, A.L. Pankratov, A.V. Chiginev, I.V. Rakut’, V.O. Zbrozhek, L.S. Kuzmin, S. Masi, and P. de Bernardis - Spectral Characteristics of the Double-Folded Slot Antennas with Cold-Electron Bolometers for the 220/240 GHz Channels of the LSPE Instrument // Appl. Sci. 11, 10746, 2021.

2020 год

В.Л. Вакс, В.А. Анфертьев, В.Ю. Балакирев, С.А. Басов, Е.Г. Домрачева, А.В. Иллюк, П.В. Куприянов, С.И. Приползин, М.Б. Черняева, Спектроскопия высокого разрешения терагерцевого частотного диапазона для аналитических приложений // УФН, 190, 765–776 (2020) DOI: 10.3367/UFNr.2019.07.038613.

Vaks, V., Domracheva, E., Chernyaeva, M., Maslennikova, A., Pripolzin, S., Anfertev, V., Yablokov, A.  Application of THz Fast Frequency Sweep Spectrometer for Investigation of Chemical Composition of Blood. J Infrared Milli Terahz Waves 41, 1114–1120 (2020). https://doi.org/10.1007/s10762-019-00656-3

---