I rivelatori svolgono un ruolo chiave in astronomia, poiché convertono i “messaggeri” provenienti da sorgenti lontane (radiazione elettromagnetica, particelle, onde gravitazionali) in segnali che possono essere analizzati. Le loro prestazioni sono cruciali per le osservazioni astronomiche, il che spiega l’interesse degli astronomi nel promuovere sviluppi tecnologici in questo campo.

Attualmente, allo IASF-Milano sono in corso progetti di ricerca e sviluppo sui seguenti tipi di rivelatori:

Rivelatori a Microchannel Plate

I rivelatori basati su piastre a microcanali (MCP) sono stati a lungo i rivelatori di scelta in molte applicazioni che richiedono immagini con elevata risoluzione temporale e/o capacità di conteggio dei fotoni.
In linea di principio, i rivelatori a MCP, abbinati ad un sistema di lettura appropriato, possono fornire:

  • risoluzione temporale molto alta: fino a 10ps
  • alta risoluzione spaziale: fino a 10 μm
  • grande dimensione dell’area sensibile: fino a 100 cm2
  • sensibilità al singolo fotone con rumore virtuale nullo
  • capacità di gating su scale temporali del ns

Tuttavia, il loro uso è stato limitato alle applicazioni a basso flusso a causa di noti inconvenienti, principalmente la durata limitata e il piccolo range dinamico. Presso la IASF Milano sono stati condotti programmi di R&D sui rivelatori MCP per l’astronomia e la fisica solare, specie per applicazioni nell’UltraVioletto (per esempio, METIS).

Recenti sviluppi tecnologici nella produzione di MCP hanno permesso miglioramenti significativi (dell’ordine di due-tre ordini di grandezza) sulla durata e stabilità di questi dispositivi. Con queste nuove caratteristiche, gli MCP sono diventati allettanti anche per applicazioni con flusso elevato, ma è necessario sviluppare nuovi sistemi di lettura adatti per questo uso, che è l’obbiettivo dell’attuale programma di sviluppo.

POSEIDON (POlarization-SEnsitive Imaging Detectors with Organic Nanostructured coatings)

La polarimetria è cruciale nel fornire informazioni che l’imaging o la spettroscopia da sole non possono dare, dal momento che produce una visione chiara e unica delle proprietà fisiche dell’ambiente in cui la luce viene originata e si propaga.
Finanziato tramite il bando UE ATTRACT, l’obiettivo principale di questo progetto è lo sviluppo di un rivestimento innovativo che, depositato su un sensore a colori, fornisce capacità polarimetriche in un intervallo selezionato di lunghezze d’onda. I rivelatori così ottenuti saranno in grado di misurare simultaneamente due stati ortogonali di polarizzazione della luce in ogni pixel esattamente nella stessa posizione, cruciale per minimizzare e controllare gli errori sistematici che generalmente influenzano le misure polarimetriche. I rivestimenti sono realizzati utilizzando materiali nanostrutturati intrinsecamente sensibili alla polarizzazione della luce incidente. Usando un doppio strato di polimeri coniugati orientati uno ortogonale all’altro, le componenti di polarizzazione della luce incidente saranno convertite in due colori diversi, come schematicamente rappresentato nella figura. In questo modo l’informazione di polarizzazione viene convertita in informazione spettrale.



Pagina gestita da Michela Uslenghi Ultima modifica: 24-4-2019