Проанализированы параметры перспективных образцов атмосферных оптических линий связи (АОЛС) на базе квантово-каскадных лазеров (ККЛ) по сравнению с существующими коммерческими системами. Результаты свидетельствуют о существенных преимуществах применения ККЛ в АОЛС по сравнению с имеющимися системами, в значительной степени обусловленных длинноволновым излучением и особенностью динамики модуляции ККЛ, которая ограничена пикосекундным временем жизни носителей тока, что обеспечивает принципиальную возможность получения собственной полосы пропускания >100 ГГц. С учетом экспериментальных данных и уникальных свойств излучения ККЛ обсуждаются возможные области применения АОЛС на базе ИК ККЛ и терагерцовых ККЛ, а также использование нетрадиционных методов для устранения влияния турбулентности и повышения емкости канала передачи информации.

Изучена динамика ухудшения свойств продольно нагреваемых печей для спектрометров с электротермической атомизацией пробы в присутствии соединений вольфрама, циркония и палладия, используемых в качестве химических модификаторов, со временем. Обсуждены визуальные изменения состояния исследуемых печей и показана потеря их углеродного материала в ходе эксперимента. Проанализированы полученные на разных стадиях деградации атомно-абсорбционные сигналы серебра и меди для немодифицированной и модифицированных печей. Предложено объяснение причин ускоренного повреждения пирографитового покрытия и последующего разрушения основы из поликристаллического графита для печей, подвергшихся модификации.

Колебательные свойства эбастина исследованы с помощью теории функционала плотности (DFT) и методов комбинационного рассеяния. Расчет на основе DFT выполнен с оптимизацией геометрии и в предположении гармоничности колебаний с помощью функции B3LYP с базисным набором 6-31G(d). Рассчитанный с помощью DFT спектр эбастина хорошо согласуется с экспериментальным спектром КР. Получена хорошая линейная корреляция между рассчитанными и измеренными частотами в диапазоне 500-3250 см^-1. Рассчитанные длины углы связей молекулы эбастина согласуются с результатами рентгеновской дифракции, отклонения расчетных значений от экспериментальных <0.034 Å и 3.1°. Сделано отнесение экспериментальных колебательных мод и обсуждены характерные моды трех составляющих молекулы эбастина - бензгидрилокси, пиперидин-бутанона, трет-бутилфенила.

Методом твердофазной реакции при 700 °C в течение 5 ч на воздухе синтезированы чистые и легированные ионами Pb²⁺ люминофоры Li₆Gd(BO₃)₃. Фазовый состав синтезированных материалов определен с помощью методов DTA/TGA, XRD и FTIR. Фотолюминесцентные характеристики чистых и легированных Pb²⁺ люминофоров исследованы при комнатной температуре с помощью фотолюминесцентного спектрофотометра. Полосы излучения и возбуждения легированного Pb²⁺ Li₆Gd(BO₃)₃ наблюдались при 313 и 242 нм. Исследована зависимость интенсивностей фотолюминесценции от концентрации Pb²⁺ для люминофоров Li₆Gd_1-xPb_x(BO₃)₃ (0.005 £ x £ 0.025). Наибольшая интенсивность излучения получена от 0.02 моль Li₆Gd(BO₃)₃, легированного Pb²⁺ .

Зарегистрированы спектры фотолюминесценции ионов Mn²⁺ в монокристаллах ZnS в интервале температур 77-623 К при разных концентрациях активатора и длинах волн возбуждающего излучения. Проведено разложение спектров на индивидуальные полосы, каждая из которых соответствует излучению марганцевых центров с определенным типом локальной симметрии. Полученные результаты позволяют оценить влияние концентрации активатора и температуры на изменения количества излучающих марганцевых центров с разным типом локальной симметрии относительно всех люминесцирующих ионов Mn²⁺ в монокристаллах ZnS при разных длинах волн возбуждающего излучения. Результаты объяснены с точки зрения перераспределения прямого оптического и резонансного механизмов передачи энергии возбуждающего излучения ионам Mn²⁺ с учетом потерь на безызлучательное взаимодействие с кристаллической решеткой монокристаллов ZnS.

Осуществлен чувствительный количественный анализ микроэлементов тяжелых металлов (Cd, Mn, Cr и Cu) в водных растворах с помощью спектроскопии индуцированного лазерным излучением пробоя, дополненной использованием фильтровальной бумаги. Водный раствор объемом 0.4 мл пропускали через фильтровальную бумагу для образования на поверхности металлической мишени гомогенного слоя (образца). Показана высокая эффективность предлагаемого метода с учетом пределов обнаружения (Cd 0.165, Mn 0.035, Cr 0.012 и Cu 0.078 мг/л), что ниже или сравнимо с аналогичными методами. Результаты лазерно-индуцированной спектроскопии достаточно хорошо согласуются с результатами ICP-MS для реальных образцов. Предлагаемый метод подходит для быстрого и точного обнаружения следов металлов в образцах водных растворов и может применяться как возможный подход к контролю качества сточных вод.

Представлена технология однократной итеративной интерферометрии в частотной области (IFDI) для измерения сверхбыстрой фазы. В отличие от голографии в частотной области (FDH), в которой опорный импульс интерферирует с объектным фазомодулированным импульсом, в IFDI два линейно чирпированных объектных импульса распространяются совместно и оба модулированы по фазе со сверхбольшой частотой, причем эта фаза может быть восстановлена с помощью итеративного алгоритма. По сравнению с двумя типами FDH технология IFDI имеет лучшие точность и стабильность.

Показано, что состояние ансамбля трехуровневых атомов после поглощения одиночного фотона и последующего совершения спонтанных распадов при наличии слабого гравитационного поля теряет фазовую согласованность испущенных фотонов с волновым вектором поглощенного фотона аналогично случаю ансамбля двухуровневых атомов. Однако при усреднении по состоянию одного из испущенных фотонов пространственное распределение второго фотона совпадает с результатом для пространства без гравитационного поля.

Методом ИК-Фурье-спектроскопии нарушенного полного внутреннего отражения исследованы радиационно-индуцированные процессы, протекающие при имплантации ионов бора и фосфора в пленки позитивного диазохинон-новолачного фоторезиста ФП9120 на кремнии. Установлено, что усиление адгезии резиста к монокристаллическому кремнию обусловлено образованием сложноэфирных сшивок между гидроксильными группами на поверхности оксидного слоя кремниевой пластины и карбоксильной группой 1-Н-инден-3-карбоновой кислоты.

Теоретически исследовано резонансное поглощение радиоволн (частотой 10 МГц) электронами c-зоны в легированных водородоподобными донорами (атомами теллура) кристаллах антимонида индия при комнатной температуре во внешнем магнитном поле. Проанализированы и интерпретированы известные экспериментальные данные, полученные для образцов с концентрацией электронов в диапазоне 6 · 10¹⁵-5 · 10¹⁸ см^-3. Исходя из законов сохранения энергии и квазиволнового вектора для электронов и оптических фононов, расчетным путем показано, что резонансное поглощение радиоволн кристаллами n-InSb:Te в магнитном поле обусловлено спин-фононным резонансом. Резонанс возникает вследствие переворачивающего спин взаимодействия электрона c-зоны с оптическим фононом, ассистированного резонансным поглощением радиоволны в магнитном поле. Дана физическая картина явления, представлены аналитические соотношения и проведены расчеты, согласующиеся с экспериментальными данными, которые ранее вообще не поддавались интерпретации.

Предложена методика приготовления и получены стабилизированные суспензии наночастиц алюминия с широким распределением по размерам в изопропаноле, изучены их морфологические, физико-химические и оптические характеристики. Проведены расчет спектральных зависимостей сечения экстинкции суспензий наночастиц согласно теории Ми и сопоставление с экспериментальными данными. Изучен вопрос роста естественной оксидной оболочки наночастиц.

Исследованы спектрально-люминесцентные свойства молекул 2,3,9,10,16,17,23,24-октакарбоксифталоцианина и его цинкового комплекса, внедренных в нанопористые силикатные гель-матрицы. Установлено, что на начальной стадии формирования силикатного каркаса образуются Н-агрегаты исследуемых фталоцианинов. Обнаружен эффект восстановления мономерной формы цинкового комплекса в гель-матрице в процессе сушки силикатного материала. Обсуждаются причины разрушения агрегатов в ограниченном объеме наноразмерных пор матрицы.

Разработана система детектирования этилена (C₂H₄) при высоком давлении методом перестраиваемой диодно-лазерной абсорбционной спектроскопии с использованием лазера с распределенной обратной связью вблизи 1620 нм. Для устранения влияния перекрытия спектральных линий при высоком давлении принята дифференциальная схема поглощения (пик минус провал). На выбранных длинах волн пика и провала 6174.64 и 6174.45 см^-1 определены поперечные сечения поглощения этилена. Измеренная концентрация хорошо согласуется с известной, максимальное стандартное отклонение 0.746%. Длительные непрерывные измерения показывают хорошую стабильность системы. Чувствительность системы ~18 ppm при оптимальном времени усреднения 110 с. Экспериментальные результаты подтверждают применимость данной системы для обнаружения следов этилена.

С целью установления механизма формирования катализатора для облагораживания высоковязкой нефти Ашальчинского месторождения методом мёссбауэровской спектроскопии исследована активная форма железосодержащего катализатора - смешанных оксидов железа(II,III). В процессе формирования фаза оксида железа участвует в разрыве связей углерод-гетероатом в асфальто-смолистых веществах в составе высоковязкой нефти и снижении их молекулярной массы. Дисперсные оксиды железа обогащаются серосодержащей фазой. По мере увеличения продолжительности эксперимента глубина конверсии асфальто-смолистых соединений повышается, что свидетельствует о многократном участии дисперсных соединений железа в актах разрыва химических связей. Результаты мёссбауэровской спектроскопии свидетельствуют о восстановлении маггемита в магнетит при взаимодействии оксида железа с водяным паром в процессе каталитического акватермолиза нефти при 250 °С

Предложен метод комплексного анализа флуктуаций интенсивности флуоресценции молекулярных соединений, позволяющий определять структурный состав олигомеров белков. Идея метода состоит в анализе гистограмм числа фотоотсчетов экспериментальных измерений с применением метода главных компонент для оценки наличия олигомерных соединений и иерархического кластерного анализа для определения классов данных, соответствующих различным молекулярным соединениям, с последующим выделением медоидов кластеров для нахождения параметров олигомерного состава белковых комплексов. Эффективность алгоритмов анализа, разработанных в рамках реализации предложенного метода, подтверждена на смоделированных и экспериментальных гистограммах числа фотоотсчетов измерений флуктуаций интенсивности флуоресценции мономерных и димерных форм белка GFP.

Исследовано влияние лекарственных препаратов (дапсона, парацетамола и изониазида) на продукцию активных форм кислорода и галогенов нейтрофилами с применением стандартного флуоресцентного метода на основе скополетина, а также недавно разработанных флуоресцентных методов на основе оксазиновых красителей целестинового синего В и галлоцианина. Целестиновый синий В избирательно реагирует с хлорноватистой кислотой, галлоцианин - преимущественно с супероксидным анион-радикалом, что позволяет выявить регуляторное действие противовоспалительных препаратов на NADPH-оксидазу и миелопероксидазу нейтрофилов, ответственных за продукцию клетками активных форм кислорода и галогенов соответственно. Полученные данные свидетельствуют о том, что красители галлоцианин и целестиновый синий B являются перспективными хемосенсорами для изучения воздействия лекарственных препаратов, используемых в противовоспалительной терапии, на респираторный взрыв нейтрофилов.

Синтезирован нанокомпозит, состоящий из магнитных наночастиц и оксида графена (Fe₃O₄/GO), который является хорошим адсорбентом метиленового синего (MB) и метилового оранжевого (MO) из водных растворов и благодаря своим магнитным свойствам легко отделяется от водного раствора с помощью магнита. Адсорбент охарактеризован методами ИК-Фурье-спектроскопии, сканирующей электронной спектроскопии и дифракции рентгеновских лучей. Некоторые параметры (рН раствора, количество адсорбента, время адсорбции, тип и объем элюционного растворителя, а также время десорбции) оптимизированы для улучшения восстановления адсорбции. Максимальное восстановление адсорбции получено при оптимизированном рН раствора 6.0 с использованием 10.0 мг адсорбента в течение 10 мин. Согласно изотерме Ленгмюра, максимальная адсорбционная способность 666.7 и 714.3 мг/г для МB и МО. Пределы обнаружения 0.9 и 1.0 мкг/л для МB и МО. Хорошая повторяемость и воспроизводимость результатов позволяет рассматривать данный адсорбент как перспективный для очистки воды и использовать его для адсорбции МB и МО из образцов природной воды.

Рассмотрена реализация логических операций для изображений с использованием аккумулированной долгоживущей эхо-голограммы. Показано, что в зависимости от разности фаз между возбуждающими парами лазерных импульсов возможно осуществление логических операций объединения множеств, симметрической разности и их суперпозиции.

Остроена поверхность нормальной составляющей компонент обратного тензора диэлектрической проницаемости кубического фоторефрактивного пьезокристалла Bi₁₂SiO₂₀ с записанной внутри объемной фазовой голографической решеткой с волновым вектором, ориентированным вдоль кристаллографического направления . Установлено, что совместное действие фотоупругого и пьезоэлектрического эффектов приводит к увеличению нормальной составляющей компонент обратного тензора диэлектрической проницаемости вдоль направления и уменьшению нормальной составляющей компонент обратного тензора диэлектрической проницаемости в перпендикулярном направлении. Показано, что анизотропия вклада фотоупругого и пьезоэлектрического эффектов обусловливает увеличение оптимизированных по азимутам линейной поляризации световых волн значений выходных энергетических характеристик для пропускающей голограммы и их уменьшение для отражательной голограммы.

Представлены результаты моделирования, получения и исследования интегрального коэффициента отражения (R_S) однослойных композиционных антиотражающих покрытий Al₂O₃-SiO₂ для кремниевых солнечных элементов с интегральным коэффициентом отражения R_S £10 %. Показано, что при концентрациях Al₂O₃ = 52-84 мас.% и SiO₂ = 16-48 мас.% и толщине 53-97 нм минимальные значения для Al₂O₃ R_S = 73-77 %, для SiO₂ R_S = 27-23 % и толщине 69-75 нм. Экспериментально показано, что для слоев Al₂O₃:SiO₂ = 75:25 % толщиной 72 нм R_S = 3.53 %, что примерно в два раза ниже, чем R_S для покрытия Si₃N₄.

Теоретически и экспериментально исследован процесс лазерного фототермоакустического преобразования в сенсорных полупроводниковых структурах. Получено выражение для импульса давления, описывающего эволюцию ультразвукового отклика, возбуждаемого наносекундным лазерным импульсом с куммер-гауссовым распределением интенсивности. Экспериментально продемонстрирована возможность эффективного управления процессом фототермоакустического преобразования лазерных импульсов в полупроводниковых структурах, используемых для создания высокочувствительных детекторов ионизирующего излучения.

Для анализа неметаллических составляющих моторного масла применена лазерная спектроскопия с косвенным абляционным воздействием (IA-LIBS), которая рассматривается в качестве возможного метода оценки потребления и/или сгорания моторного масла во время работы двигателя. Исследована эволюция излучения CN и C₂ при разном времени работы двигателя. Кривая экспоненциального затухания показывает, что интенсивность излучения CN и C₂ уменьшается в разные интервалы времени вождения. Проанализирована эволюция общего выброса CN и C₂. Рассчитано отношение объемов выбросов CN к C₂, которое можно использовать в качестве показателя для оценки эффективности применения моторных масел и/или для диагностики состояния двигателя. Показано, что IA-LIBS - потенциальный метод анализа металлических и неметаллических компонентов моторного масла.

Синтезированы трет-бутилфенилэтилкарбамат (1) и 1,1-диметил-3-фенэтилмочевина (2), их структуры подтверждены методами ЯМР, ИК-Фурье- и масс-спектрометрии. Проведено сравнение эспериментальных результатов с соответствующими расчетными данными, полученными методами теории функционала плотности (DFT) и нестационарной теории DFT, для которых протестированы гибридные функционалы B3LYP, B3P86 и PBE0 совместно с базисным набором 6-311++G(d,p). Влияние растворителя рассмотрено с использованием имплицитной модели - формализма интегральных уравнений и модели поляризуемого континуума (IEFPCM). Получена сравни 678-2 тельно неплохая корреляция экспериментальных и расчетных спектральных данных (R² > 90%). Конформационное влияние на максимум поглощения l_max незначительное, l_max разных конформеров изменялось менее чем на 0.01 нм. Анализ поверхности Хиршфельда и расчеты электростатического потенциала ближайших межмолекулярных контактов между активными атомами 1 и 2 показывают наиболее близкие взаимодействия между атомами водорода 39.6 и 46.3%.

Для изучения влияния реакционных атмосфер на температуру пиролиза, выход продуктов и спектроскопические характеристики продуктов пиролиза проведены эксперименты по микроволновому пиролизу низкосортных углей в атмосферах CO₂, CH₄, H₂ и циркуляционного газа (CG) в специ 679-2 ально разработанной микроволновой печи. Последние проанализированы методами ИК-Фурье-спектроскопии и газовой хроматографии-масс-спектрометрии. Скорость нарастания температуры и конечная температура пиролиза в атмосфере Н₂ самые высокие среди четырех атмосфер: для достижения температуры 750°С требуется всего 5.6 мин, конечная температура >950°С. Выход жидкости в атмосферах CO₂, CH₄, H₂ и CG составляет 21.8, 24.4, 28.2 и 26.8 мас.% соответственно. Содержание -OH, ароматического кольца с двойной связью C=C и -C=O в твердом продукте в атмосфере CH₄ является самым высоким, возможно, из-за термической поликонденсации и вторичной дегазации твердого продукта. Гидрирование свободных радикалов Н, диссоциированных из “обогащенного водородом” газа, приводит к повышению содержания алканов и снижению содержания ароматических углеводородов в битуме, что подтверждается изменением содержания кислорода в твердом продукте. Метод гидрогенизации циркуляционного угольного газа при микроволновом пиролизе низкосортных углей экономичен и энергоэффективен, его использование способствует развитию технологий переработки угля.

Люминофоры NaLaMo₂O₈, легированные Eu³⁺ , синтезированы с помощью обычной твердофазной реакции. Исследованы фазовые и люминесцентные свойства синтезированных люминофоров. В люминофоре NaLaMo₂O₈ ионы Eu³⁺ заменяют ионы La³⁺ и образуют твердое соединение. Эта замена приводит к тому, что углы 2θ дифракционных пиков смещаются к большим значениям. При возбуждении l = 395 нм люминофоры NaLaMo₂O₈:Eu³⁺ демонстрируют полосы излучения в диапазоне 550-725 нм, возникающие в Eu³⁺ при переходах ⁵D₀®⁷F_J (J = 0, 1, 2, 3, 4). Самая сильная полоса излучения соответствует переходу ⁵D₀®⁷F₂, что указывает на отсутствие инверсионной симметрии в NaLaMo₂O₈ относительно местоположения Eu³⁺ . Концентрация Eu³⁺ оказывает очевидное влияние на люминесцентные свойства люминофоров NaLaMo₂O₈:Eu³⁺ . Для NaLaMo₂O₈:6 моль% Eu³⁺ наблюдаются самые сильные интенсивности возбуждения и излучения.

Разработана аналитическая процедура доказательства обоснованности гипотезы о репрезентативности испарившейся массы в плазменном факеле исследуемого образца. Использован метод лазерной атомно-эмиссионной спектроскопии и выполнен независимый анализ некоторых минералов и микроэлементов в шерсти коров. Образцы растворялись в азотной кислоте, растворы проанализированы с помощью атомно-абсорбционного спектрометра. Массовые концентрации Ca, Mg и Na определены для 25 образцов. Небольшое количество шерсти разрезано на кусочки и смешано с бромистым калием для получения гранулы диаметром 12 мм. Лазерный пучок фокусировался на поверхности гранул, интенсивность линий излучения исследуемых элементов сопоставлена с результатами независимых измерений абсолютных массовых концентраций. Экспериментальные условия выбирались такими, чтобы гарантировать воспроизводимость испаряемой массы и минимизировать ее флуктуации. Проверено наличие локального термодинамического равновесия в плазменном факеле 681-2 для доказательства возможности использовать теоретическую модель, дающую изменение интенсивности линии излучения в зависимости от концентрации частиц.

Содержание сорбата калия в сухом молоке исследовано с помощью терагерцовой (ТГц) спектроскопии во временной области. ТГц спектры образцов преобразованы в частотные спектры с помощью преобразования Фурье. С применением набора упрощенных формул, описывающих оптические параметры, получены ТГц спектры поглощения и спектральные зависимости показателя преломления. На основе данных по интенсивности характерного максимума поглощения сорбата калия построена модель количественного анализа сорбата калия в сухом молоке. Метод линейных наименьших квадратов использован для оценки неизвестных параметров в модели линейной регрессии. В условиях низкого (<1%) содержания сорбата калия выбрана специальная полоса поглощения (0.887-1.000 ТГц) для построения модели частичной регрессии наименьших квадратов. Для качественного анализа использован дискриминантный анализ на основе частичных наименьших квадратов. Предложенная модель частичной регрессии наименьших квадратов превосходит по точности 682-2 модель линейных наименьших квадратов, основанную на полном спектре, а дискриминантный анализ на основе частичных наименьших квадратов превосходит другие методы линейной регрессии, такие как метод опорных векторов и нейронная сеть.