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Laboratorio Sorgenti Terahertz

Referente: Dr. Gian Piero Gallerano
gianpiero.gallerano@enea.it

tel. +39 06 9400 5223



Il laboratorio rappresenta un'importante, per non dire unica, concentrazione di sorgenti laser con un'estensione spettrale che parte dalle onde millimetriche ed arriva fino al vicino infrarosso. Il laboratorio dispone inoltre di monocromatori per le misure spettrali, rivelatori di potenza e di sufficiente attrezzatura ottica e meccanica per allestire esperimenti di diversa natura.


Fig. 1. Laser FIR: a sinistra il tubo con la cella laser a gas per emissione nel Lontano Infrarosso. A desrea il laser di pompa a CO2.


Il laboratorio, nello specifico, dispone, di un oscillatore YIG operante tra 20 GHz e 40 GHz, regione spettrale in grado di trapassare pareti di spessore non troppo elevato, per indagini di elementi nascosti. E' disponibile inoltre un laser FIR (Far infrared) operante nel Lontano Infrarosso ed accordabile tra 1,2 millimetri (circa 200 GHz) e 120 micron (circa 3 THz). Tale sorgente è pompata da a sua volta da un laser a CO2 (Anidride Carbonica) che emette radiazione di elevata potenza sia media che di picco, nel medio infrarosso, intorno ai 10 micron. Nel complesso l'accordabilità spettrale di tale sorgente la rende indispensabile per misure di test su componenti ottici od indagini spettroscopiche preliminari.

Fig. 2: Laser a Ti:Sa. sulla sinistra la testa laser con il cristallo (chiamata "Mira"), sulla destra la sorgente di pompa denominata "Verdi".

Infine nel laboratorio è presente un laser a Ti:Sa (Titanio Zaffiro) che può operare, nel vicino infrarosso ad 800 nanometri, sia in configurazione di impulso della durata di 1 picosecondo, che nella configurazione di impulso breve della durata di circa 120 femtosecondi.
Tale sorgente, di per sé utile per esperimenti di "pump and probe" può essere utilizzata come sorgente di pompa per "elementi rettificatori" in grado di generare brevi impulsi di radiazione THz per applicazioni spettroscopiche nel dominio del tempo.

L'utilizzo attuale di tale laboratorio come strumento di test e supporto alle attività legate alle sorgenti Laser ad Elettroni Liberi (FEL), è sicuramente limitativo viste le potenzialità intrinseche ed indipendenti che esso può offrire. Esso ha certamente coadiuvato il successo di molte attività svolte con le sorgenti FEL anche nell'ambito di collaborazioni nazionali ed internazionali.
Una tale concentrazione di sorgenti, unita ad adeguata strumentazione ed alle due sorgenti FEL (FEL Compatto e FEL-CATS) rappresenta una dote unica nel panorama nazionale e conta pochissimi omologhi in campo internazionale.


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