Skip to content

Microscopio THz a Scansione Differenziale

Il presente lavoro di Tesi si colloca all'interno di un progetto di ricerca teso alla realizzazione di un'innovativa tecnica di caratterizzazione spettroscopica spazialmente risolta nella regione spettrale del THz. La banda del THz, situata nell'intervallo tra le microonde e l'infrarosso, è ancora poco esplorata. Essa costituisce un soggetto di particolare interesse scientifico e tecnologico per le sue importanti applicazioni, che spaziano dalla spettroscopia alle ispezioni di sicurezza, ai controlli di qualità e in particolare alla diagnostica biomedica.
Negli ultimi anni sono state sviluppate varie tecniche di analisi per immagini mediante radiazione THz, alcune delle quali mirano ad abbattere il limite imposto alla risoluzione dalla diffrazione, particolarmente stringente per lunghezze d'onda elevate come nel caso in esame.
A tale scopo, i ricercatori si sono avvalsi di tecniche di Microscopia Ottica a Scansione in Campo Prossimo (NSOM), adattando le metodologie ben stabilite nel visibile al dominio del THz, oppure con lo sviluppo di nuove tecniche specifiche per questa regione spettrale. I risultati sono buoni dal punto di vista della risoluzione ottenibile, ma soffrono di uno scarso rapporto segnale/rumore e di una rimodulazione dello spettro trasmesso dalla sonda, difficoltà che hanno finora impedito la spettroscopia spazialmente risolta.
Il gruppo di ricerca nel quale mi sono inserito, operante presso il Laboratorio NEST (National Enterprise for nanoScience and nanoTechnology) della Scuola Normale Superiore di Pisa, intende adattare alla spettroscopia nel THz la tecnica di NSOM Differenziale (DNSOM), recentemente dimostrata nella regione visibile. Tale tecnica impiega la scansione di un'apertura rettangolare nel campo prossimo dell'oggetto d'interesse, illuminato da una sorgente laser; l'intensità della luce raccolta da tale apertura viene registrata in funzione della posizione. La ricostruzione dell'immagine e' ottenuta operando la derivata seconda bidimensionale della matrice dell'intensita', rispetto alle coordinate spaziali. La risoluzione é determinata principalmente dalla precisione con cui sono realizzati gli angoli del rettangolo che funge da sonda e non dalle sue dimensioni. Tale approccio rende quindi possibile l'utilizzo di un'unica apertura, anche modulando la frequenza dell'illuminazione entro un'ampia banda nel THz, per ottenere dettagliate mappe spettroscopiche con un buon rapporto segnale/rumore.
Il contributo portato da questo lavoro riguarda la simulazione numerica con il metodo FDTD (Finite Difference Time Domain) della configurazione DNSOM nel THz e la preparazione del setup sperimentale completo. Mediante le simulazioni, è stato analizzato il funzionamento dell'apparato per diverse tipologie di apertura, variando anche la lunghezza d'onda dell'illuminazione e la sua polarizzazione, per diverse distanze tra apertura e campione.
E' stata quindi realizzata la configurazione sperimentale, che comprende uno stage piezoelettrico per la scansione ed il controllo della distanza tra apertura e campione, un sistema di specchi parabolici per orientare e focalizzare la radiazione, un sensore CCD per il controllo visuale dell'allineamento, un rivelatore piroelettrico ed un sistema elettronico di controllo ed acquisizione delle misure.
Il funzionamento dell'apparato e' stato verificato sperimentalmente adoperando prima una sorgente laser a CO2, che emette radiazione intensa a 30 THz, e poi, in particolare, utilizzando una sorgente laser a cascata quantica (QCL) a 3 THz, operante a temperature criogeniche. Tali misure costituiscono la prima prova del funzionamento di un microscopio a scansione differenziale. Inoltre, e' la prima volta che nell'ambito della microscopia in campo prossimo viene utilizzata come sorgente un laser a cascata quantica ad emissione nel THz.
Nel lavoro di Tesi saranno presentate le immagini acquisite nelle diverse configurazioni sperimentali, sarà discussa la risoluzione spaziale ottenuta, anche in relazione ai risultati delle simulazioni teoriche effettuate.

CONSULTA INTEGRALMENTE QUESTA TESI

La consultazione è esclusivamente in formato digitale .PDF

Acquista
Mostra/Nascondi contenuto.
Introduzione Nell’intervallo dello spettro elettromagnetico tra le micro-onde e l’infrarosso, si colloca una regione caratterizzata da una frequenza intorno al terahertz (1 THz = 10 12 Hz), ancora poco esplorata (v. Fig. 1). La mancanza di sorgenti sufficientemente intense ed economiche e di rivelatori opportuni per questa regione spettrale ha impedito in passato lo studio e lo sviluppo di eventuali applicazioni tecnologiche. Larecenteinvenzionediunasorgentediradiazionecontinuaastatosolido, economica e affidabile quale il laser a cascata quantica (QCL) operante nel THz [4], rendendo di facile accesso l’emissione di radiazione in questa banda spettrale, ha ispirato lo studio di dispositivi per imaging e spettroscopia nel THz, aprendo la strada a una prolifica serie di ricerche in quest’ambito. La radiazione THz costituisce infatti un soggetto di particolare interesse scienti- ficoetecnologicoperviadellesueimportantiapplicazioni, chespazianodalle ispezioni di sicurezza, ai controlli di qualit` a e in particolare alla diagnostica biomedica. Ladiffrazionedellaradiazioneelettromagneticarestringetuttavialamas- sima risoluzione di un sistema ottico alla scala della lunghezza d’onda del- la radiazione impiegata per l’illuminazione. Tale limite ` e particolarmente stringente per lunghezze d’onda elevate come nel caso in esame (30 nullm÷ 1 mm). Losviluppodelletecnichedimicroscopiaotticaascansioneincampopros- Figura 1: La regione del THz si colloca nello spettro elettromagnetico tra le micro-onde e l’infrarosso ed ` e caratterizzata da una lunghezza d’onda nel vuoto tra 30 nullm e 1 mm. L’energia di un fotone termico a temperatura ambiente, 25 meV, corrisponde a una frequenza di circa 6 THz.

CONSULTA INTEGRALMENTE QUESTA TESI

La consultazione è esclusivamente in formato digitale .PDF

Acquista
Il miglior software antiplagio

L'unico servizio antiplagio competitivo nel prezzo che garantisce l'aiuto della nostra redazione nel controllo dei risultati.
Analisi sicura e anonima al 100%!
Ottieni un Certificato Antiplagio dopo la valutazione.

Informazioni tesi

  Autore: Michele Montinaro
  Tipo: Laurea II ciclo (magistrale o specialistica)
  Anno: 2008-09
  Università: Università degli Studi di Pisa
  Facoltà: Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
  Corso: Fisica
  Relatore: Fabio Beltram
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 87

FAQ

Per consultare la tesi è necessario essere registrati e acquistare la consultazione integrale del file, al costo di 29,89€.
Il pagamento può essere effettuato tramite carta di credito/carta prepagata, PayPal, bonifico bancario.
Confermato il pagamento si potrà consultare i file esclusivamente in formato .PDF accedendo alla propria Home Personale. Si potrà quindi procedere a salvare o stampare il file.
Maggiori informazioni
Ingiustamente snobbata durante le ricerche bibliografiche, una tesi di laurea si rivela decisamente utile:
  • perché affronta un singolo argomento in modo sintetico e specifico come altri testi non fanno;
  • perché è un lavoro originale che si basa su una ricerca bibliografica accurata;
  • perché, a differenza di altri materiali che puoi reperire online, una tesi di laurea è stata verificata da un docente universitario e dalla commissione in sede d'esame. La nostra redazione inoltre controlla prima della pubblicazione la completezza dei materiali e, dal 2009, anche l'originalità della tesi attraverso il software antiplagio Compilatio.net.
  • L'utilizzo della consultazione integrale della tesi da parte dell'Utente che ne acquista il diritto è da considerarsi esclusivamente privato.
  • Nel caso in cui l’utente che consulta la tesi volesse citarne alcune parti, dovrà inserire correttamente la fonte, come si cita un qualsiasi altro testo di riferimento bibliografico.
  • L'Utente è l'unico ed esclusivo responsabile del materiale di cui acquista il diritto alla consultazione. Si impegna a non divulgare a mezzo stampa, editoria in genere, televisione, radio, Internet e/o qualsiasi altro mezzo divulgativo esistente o che venisse inventato, il contenuto della tesi che consulta o stralci della medesima. Verrà perseguito legalmente nel caso di riproduzione totale e/o parziale su qualsiasi mezzo e/o su qualsiasi supporto, nel caso di divulgazione nonché nel caso di ricavo economico derivante dallo sfruttamento del diritto acquisito.
L'obiettivo di Tesionline è quello di rendere accessibile a una platea il più possibile vasta il patrimonio di cultura e conoscenza contenuto nelle tesi.
Per raggiungerlo, è fondamentale superare la barriera rappresentata dalla lingua. Ecco perché cerchiamo persone disponibili ad effettuare la traduzione delle tesi pubblicate nel nostro sito.
Per tradurre questa tesi clicca qui »
Scopri come funziona »

DUBBI? Contattaci

Contatta la redazione a
[email protected]

Ci trovi su Skype (redazione_tesi)
dalle 9:00 alle 13:00

Oppure vieni a trovarci su

Parole chiave

microscopio
dna
scansione
apertura
snom
thz
nsom
laser a cascata quantica

Tesi correlate


Non hai trovato quello che cercavi?


Abbiamo più di 45.000 Tesi di Laurea: cerca nel nostro database

Oppure consulta la sezione dedicata ad appunti universitari selezionati e pubblicati dalla nostra redazione

Ottimizza la tua ricerca:

  • individua con precisione le parole chiave specifiche della tua ricerca
  • elimina i termini non significativi (aggettivi, articoli, avverbi...)
  • se non hai risultati amplia la ricerca con termini via via più generici (ad esempio da "anziano oncologico" a "paziente oncologico")
  • utilizza la ricerca avanzata
  • utilizza gli operatori booleani (and, or, "")

Idee per la tesi?

Scopri le migliori tesi scelte da noi sugli argomenti recenti


Come si scrive una tesi di laurea?


A quale cattedra chiedere la tesi? Quale sarà il docente più disponibile? Quale l'argomento più interessante per me? ...e quale quello più interessante per il mondo del lavoro?

Scarica gratuitamente la nostra guida "Come si scrive una tesi di laurea" e iscriviti alla newsletter per ricevere consigli e materiale utile.


La tesi l'ho già scritta,
ora cosa ne faccio?


La tua tesi ti ha aiutato ad ottenere quel sudato titolo di studio, ma può darti molto di più: ti differenzia dai tuoi colleghi universitari, mostra i tuoi interessi ed è un lavoro di ricerca unico, che può essere utile anche ad altri.

Il nostro consiglio è di non sprecare tutto questo lavoro:

È ora di pubblicare la tesi