Laser, l’avanguardia dei pettini di luce

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Grazie ai laser, sta nascendo un nuovo sistema di gestione delle onde luminose che diventerà importante in diversi settori di ricerca.
Un team di ricercatori italiani dell’Istituto nazionale di ottica del Consiglio nazionale delle ricerche (Ino Cnr) ha messo a punto un sistema di generazione dei cosiddetti ‘pettini’ di frequenze ottiche, ovvero emissioni laser contemporanee a diverse frequenze ben distinte ed equidistanti, ottenute grazie allo sfruttamento di materiali di nuova generazione.

La ricerca, pubblicata su Physical Review A., nasce nei laboratori di Pozzuoli, dove i ricercatori del CNR hanno ideato il processo; un fascio di un laser ad una sola frequenza viene inviato su un cristallo capace di “raddoppiare” la frequenza del laser in uscita, permettendo così ai tecnici di ottenere un fascio nel campo degli infrarossi, invisibile all’occhio umano.

I pettini di luce ottenuti dal laser - Cortesia dell'INO-CNR
I pettini di luce ottenuti dal laser – Cortesia dell’INO-CNR

I laser per l’ambiente e la salute

Maurizio De Rosa, coordinatore del gruppo di ricerca e responsabile della sezione Ino di Napoli, spiega le radici e l’importanza della sperimentazione del suo team: “La prima realizzazione dei pettini di frequenza alla fine del secolo scorso, premiata nel 2005 con il Nobel per la fisica a Theodor Hänsch e John Hall, ha radicalmente rivoluzionato il modo di misurare il tempo e la frequenza e ha aperto la strada alla realizzazione di orologi atomici molto più precisi di quelli fino ad allora usati, per esempio, nel sistema globale di posizionamento(Gps).                                                                                             

Dalla loro introduzione i pettini sono diventati un elemento chiave per numerose applicazioni in ambito medico, ambientale e per le telecomunicazioni, mentre continua la ricerca di tecniche più efficienti per la loro generazione”.

Aggiunge Paolo De Natale, direttore dell’Istituto nazionale di ottica del Consiglio nazionale delle ricerche “Oggi i pettini di frequenza vengono usati per realizzare sensori per diagnosi cliniche o per il monitoraggio ambientale.

L’uso di pettini può semplificare le tecniche di trasmissione e ricezione nelle reti di comunicazioni in fibra ottica.

Pettini di luce sono alla base dei sistemi di disseminazione dei segnali che scandiscono il tempo e vengono comunemente impiegati dagli astrofisici per la misura accurata dei segnali provenienti dal cosmo.

La semplicità del sistema ideato e la maggiore efficienza intrinseca dei materiali impiegati dai ricercatori dell’Ino-Cnr stabiliscono un nuovo punto di riferimento concettuale per lo sviluppo di una nuova classe di dispositivi ottici con nuove e inimmaginabili caratteristiche”.

 Come ulteriore approfondimento, vi consigliamo una trattazione semplice disponibile sul sito del Dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano

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