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COSMOS lab - COmb assiSted MOlecular Spectroscopy laboratory

Attività

Il laboratorio di ricerca COSMOS conduce attività di ricerca nell’ambito della spettroscopia molecolare ad alta precisione ed elevata sensibilità e vanta collaborazioni con università, enti di ricerca ed aziende di rilievo nazionale ed internazionale (Istituto di Fotonica e Nanotecnologie del CNR, Toptica Photonics, Università di Torun, Università di Grenoble, Università di Bologna, KAUST).

Mediante l’impiego di sorgenti laser dette pettini di frequenza e grazie all’implementazione delle più recenti tecnologie ottiche siamo in grado di misurare assorbimenti molecolari in campioni gassosi con eccezionale sensibilità ed accuratezza, nella regione spettrale del vicino (1-2 µm) e medio infrarosso (dai 5 ai 15 µm) che sono la base per lo studio della fisica fondamentale e per lo sviluppo di applicazioni in campo ambientale, medicale e industriale. 

FISICA FONDAMENTALE
misura di­ spettri di assorbimento di molecole in fase gas sia nel vicino che nel medio infrarosso con elevatissima accuratezza che sono di interesse in campo meteorologico, ambientale e astrofisico, e per la misura di costanti fondamentali: 

  • caratterizzazione spettroscopica di molecole di interesse in campo meteorologico, ambientale, medico e nell’ambito dei processi di combustione 
  • determinazione dei parametri spettroscopici alla base della comprensione della struttura energetica delle molecole 
  • misura di costanti fondamentali della fisica, quali il rapporto tra massa del protone e massa dell’elettrone, per la verifica di nuove teorie fisiche

RICERCA APPLICATA
sviluppo di strumenti avanzati per la misura di gas in contesti ambientali, industriali e diagnostici: 

  • strumentazione laser per la rivelazione di singole specie molecolari presenti in atmosfera con concentrazioni estremamente basse, dell’ordine di poche parti per miliardo 
  • spettrometri di nuova generazione per l’identificazione e quantificazione in tempo reale di miscele di gas con elevata risoluzione temporale per diagnostica di ambienti gassosi complessi, quali respiro umano o scarichi industriali o per monitoraggio di gas serra/inquinanti

Strumentazione

  • pettini di frequenza a erbio e a tulio che emettono nelle regioni spettrali prossime a 1.5 µm e a 2 µm rispettivamente 
  • sorgenti laser: laser a diodo a cavita estesa, laser DFB, laser in fibra ottica a singolo modo longitudinale nella regione prossima a 1.5 µm, laser He-Ne nel verde e laser a cascata quantica con emissione nella regione tra i 5 e i 9 µm 
  • celle per misure spettroscopiche sia a singolo che a multiplo passaggio. Cavità ottiche risonanti ad elevata finezza
  • schede di acquisizione basate su standard PXI ad elevato sample rate (fino a 100 MS/s) equipaggiate con schede FPGA per il processing avanzato in tempo reale di elevate quantità di dati

Servizi per le imprese

  • progettazione e realizzazione di sensori ottici 
  • caratterizzazione di sensori mediante tecniche ottiche di interferometria ad elevata risoluzione spaziale e temporale 
  • progettazione e realizzazione di spettrometri per applicazioni specifiche
  • realizzazione di interfacce per sistemi complessi e analisi dati in ambiente Labview e consulenza sull’impiego di tale piattaforma nell’ambito dell’automazione

Contatti

Prof. Marco Marangoni
Tel. 02.2399.6070

Prof. Davide Gatti
Tel. 0341.48.8888