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OTTICA/ Ologrammi in tempo reale per vedere oggetti nascosti

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Una delle più recenti e promettenti metodologie per l’analisi non distruttiva dei materiali dielettrici (che cioè non conducono la corrente elettrica) è rappresentata dalle tecniche di visualizzazione che operano nella regione dei Terahertz, una finestra dello spettro elettromagnetico compresa fra l’infrarosso e le microonde. Le radiazioni Terahertz (dette anche onde T) non sono perciò visibili dall’occhio umano, tuttavia, non essendo ionizzanti, condividono con le microonde la capacità di attraversare, senza essere assorbite, una notevole quantità di materiali non conduttori come ad esempio: il legno, la plastica, i tessuti, la carta, la ceramica ecc.

Per questa loro peculiarità le radiazioni Terahertz vengono utilizzate per investigare lo stato di conservazione delle opere d’arte (dipinti e sculture), per individuare la presenza di difetti nei materiali compositi (scollamenti, inclusioni, delaminazioni) e, più in generale, per riuscire a visualizzare strutture e oggetti non direttamente accessibili all’osservazione diretta perché mascherati da materiali dielettrici.

Queste tecniche di imaging nella banda dei Terahertz mostrano, tuttavia, una seria limitazione nelle applicazioni che prevedono uno schema di rivelazione coerente (basato cioè su tecniche interferometriche). Infatti, a causa della bassa potenza delle sorgenti coerenti disponibili in questa regione spettrale, l’acquisizione delle immagini non è istantanea ma sequenziale, avviene cioè mediante una scansione puntuale dell’oggetto in esame con un fascio focalizzato. Questo modo di procedere, oltre a rendere la tecnica molto dispendiosa in termini di tempo, ne impedisce, di fatto, l’utilizzo su target in movimento.

Per superare questo inconveniente, un gruppo di ricercatori dell’Istituto Nazionale di Ottica del Cnr in collaborazione con ricercatori dell’Istituto di Nanoscienze del Cnr, sfruttando le potenzialità di un Laser a Cascata Quantica (una particolare sorgente laser raffreddata a – 253 gradi centigradi mediante elio liquido, in grado di generare una radiazione coerente sufficientemente intensa nella regione dei Terahertz) hanno messo a punto una tecnica olografica che consente di visualizzare in tempo reale il target di interesse.

Com’è noto, l’olografia è una tecnica ottica ben consolidata, che consente di ottenere immagini tridimensionali di un oggetto sfruttando l’informazione contenuta nel complesso sistema di frange che si genera su un adeguato supporto di registrazione (tipicamente una lastra o una pellicola fotografica ad alta risoluzione) facendo interferire su di esso la luce diffusa dall’oggetto opportunamente illuminato da un laser (fascio oggetto) e un secondo fascio di luce proveniente dalla stessa sorgente laser (fascio di riferimento). Normalmente la ricostruzione dell’immagine olografica viene effettuata illuminando con il fascio di riferimento la lastra olografica opportunamente sviluppata. Così facendo, infatti, la figura d’interferenza illuminata dal fascio di riferimento genera per diffrazione lo stesso fronte d’onda diffuso dall’oggetto in esame durante la fase di registrazione (che osservato restituisce la visione tridimensionale dell’oggetto).



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