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Focus della Ricerca
In questa sezione sono mostrate:
le possibilità di tesi e dottorati disponibili presso le strutture di ricerca INO, gli aggiornamenti sugli sviluppi delle ricerche attuali INO anche tramite anticipazioni di lavori in uscita su riviste o presentazioni a Congressi.
Questa sezione presenta la parte di eccellenza e maggiormente innovativa dell'attività di ricerca svolta presso i laboratori dell'INO.

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News del 19/04/2016Un dispositivo ottico compatto per la post-accelerazione di protoni prodotti da laser

Schema del dispositivo ottico compatto per la post-accelerazione di protoni (brevetto di S. Kar)
Interazioni laser-solido ad alta intensità producono forti campi transienti di separazione di carica che accelerano ioni e producono impulsi giganti di radiazione elettromagnetica (EM) al picosecondo, nella regione del THz. Questi effetti sono stati combinati per progettare un dispositivo compatto e completamente ottico per la post-accelerazione degli ioni. Reindirizzando lungo un conduttore elicoidale un impulso EM unipolare, questo viene sincronizzato con protoni accelerati ottenendo focalizzazione dinamica e incremento dell'energia. Il concetto, che apre a nuove opportunità per lo sviluppo e l'applicazione dell'accelerazione laser di ioni, è stato dimostrato sperimentalmente all'Institut fuer Laser-und Plasmaphysik dell'Università Heinrich Heine di Duesseldorf (Germania), da una collaborazione internazionale guidata da S. Kar dalla Queen's University di Belfast (UK) e che comprende i ricercatori CNR/INO A. Macchi and G. Cantono. I risultati sono stati pubblicati su Nature Communications.
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Notizia fornita da Macchi Andrea per altre informazioni scrivi a: andrea.macchi@ino.it
      
News del 04/04/2016Monitoraggio da remoto dei modi d'oscillazione di edifici tramite Olografia Digitale nel Medio Infrarosso

Castello di addestramento dei VIgili del Fuoco di Firenze sul quale sono state effettuate le misure.
Pubblicata sulla rivista Nature Scientific Reports una tecnica Olografica Digitale nel Medio Infrarosso per monitorare, da remoto, i modi d'oscillazione di grandi strutture. La tecnica, sviluppata in collaborazione tra INO-CNR di Firenze e Dipartimento di Scienze della Terra dell'Università di Firenze, è in grado di seguire, in tempo reale, le oscillazioni micrometriche di edifici, determinandone ampiezza e frequenza. Questo tipo di monitoraggio risulta particolarmente importante, per esempio nella valutazione del rischio sismico o dell'impatto delle grandi opere nelle città. La tecnica, sottoposta alla valutazione per la protezione della proprietà intellettuale, rappresenta un avanzamento importante rispetto alle tecniche esistenti, consentendo un risparmio in termini di risorse umane impiegate e tempo di esecuzione della misura.
Notizia fornita da Pugliese Eugenio per altre informazioni scrivi a: eugenio.pugliese@ino.it
      
News del 02/02/2016Concesso il brevetto USA per la visione attraverso le fiamme con l'Olografia Digitale IR
      Il brevetto tutela un sistema per ricostruire l'immagine di un oggetto nascosto da fumo e fiamme. Il sistema consiste in un dispositivo olografico digitale lensless e off-axis che impiega un laser nell'IR come sorgente di radiazione coerente. Una porzione del fascio laser, detta fascio oggetto, irradia l'oggetto. Una seconda porzione del fascio, detta fascio di riferimento, interferisce con la radiazione diffusa dall'oggetto creando l'ologramma contenente l'informazione sull'immagine dell'oggetto. Il sistema comprende un sensore IR per la registrazione dell'ologramma e un processore per l'elaborazione numerica dell'immagine. A differenza delle usuali tecniche termografiche l'olografia digitale IR permette la ricostruzione dell'immagine dell'oggetto evitando la saturazione del sensore da parte della radiazione della fiamma.
Notizia fornita da Pugliese Eugenio per altre informazioni scrivi a: eugenio.pugliese@ino.it
      
News del 28/01/2016Strategia per il controllo di fase ottimale negli oscillatori di Duffing smorzati e forzati

Diagramma "Isospike". Mappa di stabilità ottenuta applicando il controllo al termine quartico del potenziale di Duffing.
Il controllo di fase nei sistemi dinamici caotici è una tecnica ben conosciuta che permette di convertire il caos in comportamenti periodici e viceversa. La tecnica messa a punto presso l'INO di Firenze è stata, nel corso degli ultimi venti anni, applicata a diversi sistemi dinamici. La novità proposta nell'articolo, appena pubblicato su Physical Review Letters, sta nell'aver individuato, specificatamente nel caso degli oscillatori di Duffing, su quale termine del potenziale la strategia risulti più efficace. Inoltre, è stato introdotto sperimentalmente un indicatore in grado di discriminare, in tempo reale, le soluzioni periodiche da quelle caotiche. I risultati sperimentali sono stati confrontati con simulazioni numeriche ottenute con avanzate tecniche di calcolo. Il lavoro è frutto della collaborazione tra INO Firenze, Ospedale San Raffaele di Milano ed Universidade Federal da Paraíba(João Pessoa, Brazil).
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News del 22/01/2016Articolo su Physical Review Letters (Editor’s Suggestion): un modello quantitativo della dinamica in cavità dispersive con nonlinearità ottica quadratica

È stato pubblicato su Physical Review Letters un articolo in cui viene presentato un modello di campo medio in grado di descrivere l’intera dinamica temporale e spettrale della generazione di pettini di frequenze ottiche (optical frequency combs) in una cavità contenente un mezzo con nonlinearità quadratica. Il lavoro è frutto di una collaborazione con The University of Auckland (New Zealand), la Chalmers University of Technology (Göteborg, Sweden) e l’Università di Brescia (Prof. Stefan Wabnitz, associato INO).
Precedentemente, ricercatori dell’INO avevano dimostrato sperimentalmente la generazione di pettini di frequenze in una cavità contenente un cristallo con nonlinearità del secondo ordine, pompato da un laser a emissione continua. Nel presente lavoro gli autori introducono un metodo in grado di fornire una descrizione quantitativa della dinamica temporale e spettrale in una cavità dispersiva con nonlinearità quadratica. In particolare, si dimostra che il walk-off temporale è un elemento fondamentale per indurre l’instabilità di modulazione che determina l’insorgere di pettini di frequenze e dei corrispondenti pattern temporali, attraverso una nonlinearità efficace non-istantanea del terzo ordine, in analogia con altri tipi di sistemi nonlineari, quali cavità diffrattive, condensati di Bose Einstein, etc.
L’articolo è stato selezionato come Editor’s Suggestion.
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Notizia fornita da Ricciardi Iolanda per altre informazioni scrivi a: iolanda.ricciardi@ino.it
      
News del 15/01/2016Un fotone ad area nulla

Pubblicato su Physical Review Letters
Contrariamente a quanto generalmente accettato, abbiamo recentemente dimostrato che un singolo fotone di durata estremamente breve, che possiede quindi una vasta gamma di colori, può interagire fortemente con atomi molto monocromatici. L'interazione provoca una profonda modulazione della forma temporale del fotone, con lobi positivi e negativi che risultano infine in un'area nulla. Tuttavia, poiché non ha luogo quasi nessun assorbimento, l'energia viene conservata e un singolo fotone è ancora presente all'uscita della zona di interazione, anche se pesantemente deformato.
La capacità di produrre e rivelare in modo affidabile tali impulsi di singolo fotone ad area nulla non è solo interessante da un punto di vista fondamentale, ma offre anche nuove opportunità per le tecnologie dell'informazione quantistica.
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Notizia fornita da Bellini Marco per altre informazioni scrivi a: marco.bellini@ino.it
      
News del 07/01/2016Surf sull'onda di superficie: un acceleratore plasmonico di elettroni

pubblicato in Physical Review Letters
La luce laser può essere "catturata" con reticoli incisi su metalli, via l'eccitazione di un'onda elettronica nota come plasmone di superficie. Quest'ultima è alla base della plasmonica, dove l'effetto di confinamento e amplificazione del campo elettromagnetico è sfruttato per lo sviluppo di dispositivi sub-micrometrici. L'estensione della plasmonica ad alti campi può aprire a nuove applicazioni, ma tale regime nonlineare è ancora largamente inesplorato e le stesse proprietà di base dei plasmoni di superficie di grande ampiezza sono praticamente sconosciute. Per le loro caratteristiche, i plasmoni di superficie hanno il potenziale per accelerare elettroni, in modo simile ai surfisti sulle one del mare. In questo articolo, Fedeli et al. dimostrano l'accelerazione di elettroni ad alta energia usando plasmoni di superficie eccitati da impulsi laser superintensi al femtosecondo. Oltre alla possibile applicazione come sorgente ultrabreve di elettroni, questo studio dà diretta evidenza di plasmoni di superficie relativistic ed è un passo verso lo sviluppo della plasmonica ad alti campi. L'esperimento è stato condotto al laboratorio SLIC del CEA Saclay (Francia) da una collaborazione supportata da LASERLAB Europe, coordinata dal ricercatore INO Andrea Macchi e dal ricercatore CEA Tiberio Ceccotti, col contributo fondamentale di giovani ricercatori associati all'INO quali Luca Fedeli, Giada Cantono e Andrea Sgattoni.
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Notizia fornita da Macchi Andrea per altre informazioni scrivi a: andrea.macchi@ino.it
      

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