Патентный анализ технологий терагерцовой визуализации

Терагерцовое (субмиллиметровое) излучение располагается между инфракрасным и радиочастотным диапазонами электромагнитного спектра. Из-за невысокой энергии фотонов это излучение не ионизирует вещества, свободно проходит через большинство диэлектриков (дерево, пластик, керамику, бумагу, ткани), отражается от проводящих поверхностей и сильно поглощается водой. Такой набор свойств открывает широкие возможности для сканирования объектов и построения изображений.

Области применения

В аэропортах субмиллиметровые сканеры уже используются для обнаружения скрытых под одеждой или в багаже металлических предметов. Временнорезольвные терагерцовые спектрометры помогают выявлять взрывчатые вещества в жидких средах. На производственных линиях ТГц-спектрометры применяются для контроля полимерных композитов и выявления контрафакта, например фальсифицированных электронных компонентов.

К 2030 года ожидается внедрение стандарта 6G с рабочими частотами выше 100 ГГц и скоростью передачи до 1 Тбит/с, что напрямую относится к терагерцовому диапазону.

Напомним: частоты 4G не превышают 2,5 ГГц при скорости до 1 Гбит/с, а 5G—до 100 ГГц и до 5 Гбит/с.

По исследованию Coherent Market Insights, визуализация остаётся ведущим сегментом терагерцевых технологий; основные потребители:

1. службы общественной безопасности;
2. военные и правоохранительные органы для раскрытия преступлений;
3. полупроводниковая промышленность для контроля качества и анализа дефектов.

Патентная активность

По данным Google Patents, на термин «Terahertz imaging» приходится 82 631 документ (октябрь 2025). Распределение по Международной патентной классификации:

• G01N (анализ материалов по химическим или физическим свойствам) – 37%;
• G06T (обработка и генерация изображений) – 11,7%;
• G01V (геофизика, скрытые объекты) – 11%;
• G01J (измерение характеристик инфракрасного, видимого излучения) – 8,9%;
• G01S (радиопеленгация, радионавигация) – 8%;
• G06N (компьютерные системы на специфических моделях) – 6,9%;
• G06V (распознавание изображений) – 6,4%;
• G02B (оптические элементы и приборы) – 6,1%;
• A61B (диагностика, хирургия, биометрия) – 5,9%;
• G06F (обработка цифровых данных устройствами) – 4,4%;
• H04N (передача изображений) – 2,4%;
• H01Q (антенные системы) – 2,2%.

Топ-правообладатели (сентябрь 2025): Tsinghua University – 3,2%, Shanghai Heng Optoelectronics – 3%, Nuctech Company – 2,4%, Capital Normal University – 2,3%, Guangdong University of Technology – 2,3%.

Патенты РФ

В базе ФИПС найдено 168 российских патентов по терагерцовым технологиям, из которых только 31 касаются визуализации: 9 действующих и 7 могут истечь.

Термин	Всего	Действуют	Могут истечь
Терагерцовая	168	84	21
Терагерцовая визуализация	5	1	3
Терагерцовое сканирование	4	1	0
Терагерцовое изображение	7	1	1
Терагерцовый детектор	16	6	3

Большинство патентов в области «терагерцовой визуализации» касаются либо визуализации других явлений, а не объектов. Релевантных изобретений крайне мало.

Примеры российских патентов

№ 2737725 (2020) «Способ визуализации неоднородностей плоской полупроводниковой поверхности в терагерцовом излучении» — НТЦ уникального приборостроения РАН (Зеленоград).

№ 2790304 (2023) «Пролетный диод с переменной инжекцией для генерации и детектирования терагерцового излучения» — ФТИ им. К. А. Валиева РАН.

№ 2832992 (2025) «Детектор субмиллиметровых волн на основе квазинульмерной структуры…» — Пензенский госуниверситет.

Полезные модели РФ

В базе ФИПС по рефератам полезных моделей найдено 85 патентов, два из которых посвящены терагерцовой визуализации:

№ 206438 (2021) «Устройство для формирования изображений в терагерцовой области спектра» — ЧУ «Наука и инновации» (МИФИ).

№ 223193 (2024) «Объектив для терагерцовой области излучения» — ООО «Тера» (Москва).

Программные средства

С 2013 года в ФИПС зарегистрировано 7 ПО для терагерцовой визуализации. Правообладатели: Алфёровский университет, ТГУ, СПбГЭТУ «ЛЭТИ», ИТМО, МИРЭА, а также В. В. Сементин.

• № 2016660666 — расчёт нелинейного показателя преломления методом Z-скан.
• № 2017614141 — преобразование результатов измерений для терагерцового спектрометра «СТД-21».

НИОКТР в России

В системе «Наука» зафиксировано 90 НИР по терагерцовой визуализации, охватывающих несколько направлений.

Дефектоскопия

ТГУ по гранту РНФ (2024–2026) реализует проект «Неразрушающая терагерцовая дефектоскопия конструкционных материалов с нейросетевой обработкой данных» для автоматического обнаружения и локализации дефектов в термопластах с функциональными добавками.

Волноводы

Кабардино-Балкарский научный центр РАН исследует капиллярные структуры из стекла и полимеров для гибких терагерцовых и оптических волноводов и автоэмиссионных катодов на основе углеродных пленок.

Излучатели

В МФТИ достигли рекордной эффективности излучения 12% при 4,2 ТГц и разработали перестраиваемый фазосдвигатель на основе вихрей Абрикосова. Созданы ТГц-источники на Bi-2212 вискерах с 4–8 меза структурами на кристалле и исследованы их транспортные и излучательные характеристики.

Детекторы

В МЭИ разрабатывают детекторы субтерагерцевых колебаний на магнитных наногетероструктурах, вычисляют их шумовые характеристики и создают прототипы выпрямителей и линий задержки для микроволновых и ТГц сигналов.

Институт физики твердого тела им. Ю. А. Осипьяна РАН (2025–2026) изучает микроэлектронный пространственный модулятор ТГц излучения на тонких полупроводниковых плёнках для управления амплитудой и фазой с пространственным разрешением.

Заключение

Терагерцевое излучение обеспечивает неинвазивный контроль и широко применяется в обороне, безопасности, медицине, материаловедении и промышленности. Волны ТГц отражаются от металлов, но пролетают сквозь пластик, бумагу, сухую древесину и мутные среды, что обуславливает стабильный рост спроса на соответствующие устройства.

Крупные игроки в области терагерцовой визуализации:

• институты РАН: ИРЭ им. Котельникова, НТЦ УП, ФТИ им. Иоффе, ИЯИ им. Будкера, ФТИ им. Валиева, ИПФ РАН;
• топ-вузы: МФТИ, МИФИ, ИРЭА, МИЭТ;
• компании: АО «Сканда Рус», производители электроники РТХ и Росатома.

Открытых российских патентов по визуализации мало.

О сервисе Онлайн Патент

«Онлайн Патент» — ведущая цифровая платформа Роспатента. С 2013 г. предоставляем LegalTech-решения для защиты и управления ИС. Зарегистрируйтесь на сайте и получите:

• онлайн-регистрацию программ, патентов, товарных знаков, дизайна;
• подачу заявки в реестр отечественного ПО;
• поиск по базам патентов, ПО и знаков;
• мониторинг новых заявок;
• консультации специалистов.

 

Источник