SPRITZ - SPettrometro Imaging al Terahertz

Dimostratore per la caratterizzazione morfologica e chimica mediante spettrometro THz-TDS. Tecnica in grado di ricavare informazioni morfologiche (stratigrafia) o legate alla composizione chimica del manufatto analizzando la risposta del campione nella regione del lontano infrarosso

L'apparato consiste in uno spettrofotometro nella banda del terahertz, ovvero uno strumento in grado di misurare la risposta dei materiali nella regione del lontano infrarosso tra circa 50 GHz e 3 THz (corrispondenti all'intervallo 2-100 cm-1).  L'apparato è un sistema sperimentale da laboratorio auto costruito, basato sulla tecnica "Time Domain Spectroscopy", che sfrutta una sorgente laser al femtosecondo per la generazione della radiazione al terahertz. L’analisi dei dati ottenuti consente di ricavare informazioni spettroscopiche utili per l’identificazione della composizione chimica del manufatto in esame, oppure di ottenere immagini della morfologia interna sfruttando il contrasto di assorbimento o riflessione dovuto al diverso comportamento infrarosso dei materiali che lo compongono.

La tecnica è non distruttiva e non prevede contatto meccanico col campione. Lo strumento attualmente misura la trasmissività del campione su una area circolare di 1 cm di raggio e la riflettività con risoluzione di alcuni millimetri anche in modalità con mappatura  automatica. 


Mauro Falconieri

mauro.falconieri@enea.it; serena.gagliardi@enea.it

Trattandosi di una tecnica recente la sua applicazione è ancora in corso di sperimentazione. E’ stata dimostrata la capacità di rivelare dipinti o disegni ricoperti sotto opere pittoriche, oppure sotto strati sottili di intonaco, cosi come la capacità di rivelare la presenza di acqua infiltrata. Inoltre consente entro certi limiti l’identificazione di pigmenti anche stratificati o dei materiali costitutivi dei manufatti.  

Bibliografia:

1) J.-M. Manceau, A. Nevin, C. Fotakis, and S. Tzortzakis, ”Terahertz time domain spectroscopy for the analysis of cultural heritage related materials,” Appl. Phys. B 90, 365-368 (2008)

2) J.B. Jackson, M. Mourou, J.F. Whitaker, I.N. Duling III, S.L. Williamson, M. Menu, G.A. Mourou, ”Terahertzimaging for non-destructive evaluation of mural paintings,” Opt. Commun. 281, 527-532 (2008)

3) K. Fukunaga "Terahertz Spectroscopy for Non-Invasive Analysis of Cultural Properties" Journal of the National Institute of Information and Communications Technology Vol.55 No.1 2008


Dipinti su tavola, campioni ricoperti e, in generale, materiali stratificati.

Frammento di affresco Romano di età imperiale (Domus Augustea, Roma)



Sistema sperimentale per spettroscopia al terahertz- SPRITZ (sinistra: modalità di misura in trasmissione; destra: modalità di misura in riflessione)

Laboratorio di spettroscopia ultraveloce


C.R. Casaccia, edificio T21, stanza 11

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