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alla Macro Area: NANO & BIO FOTONICAalla Linea di Ricerca: Imaging ed Elaborazione di Immagini
Olografia Digitale nel Medio IR: visione attraverso fumo e fiamme

L’olografia digitale nel Medio IR (Mid IR DH) è un’attività di ricerca ben affermata presso l’INO. In effetti, l’estensione delle tecniche di olografia digitale dal visibile all’infrarosso è stata realizzata, per la prima volta, proprio presso l’INO nel 2003 e, da allora, la tecnica si è sviluppata in maniera significativa.
L’olografia è una tecnica di imaging interferometrico che permette di ricostruire sia l’ampiezza che la fase del fronte d’onda diffuso da un oggetto irraggiato con radiazione coerente. L’informazione sul front d’onda è contenuta nel cosiddetto ologramma (e cioè l’interferogramma creato dalla sovrapposizione della radiazione diffusa dall’oggetto ed di un opportuno fascio di riferimento) epuò pertanto essere registrata in formato digitale e, successivamente, ricostruita per via numerica.
Grazie alla maggiore lunghezza d’onda, la Mid IR DH beneficia di una sensibilità alle vibrazioni 20 volte inferiore rispetto all’olografia digitale nel visibile nonché di un campo di vista significativamente maggiore. La Mid IR DH è pertanto indicata per il monitoraggio da remoto di scene dinamiche a dimensione umana in campo aperto e, di conseguenza, ha svariate possibili applicazioni (musei virtuali, test non distruttivi e controllo di qualità, televisione 3D, ecc.). Recentemente, abbiamo dimostrato una delle capacità più promettenti della Mid IR DH: la visione attraverso il fumo e le fiamme. Vari elementi contribuiscono all’ottenimento di questo risultato: prima di tutto, gli ologrammi digitali sono registrati in una configurazione lensless (priva di lenti) e, pertanto, la radiazione emessa dalle fiamme viene distribuita uniformemente sull’intero sensore evitando la saturazione; in secondo luogo, la radiazione della fiamma non è coerente con la radiazione del laser e dunque non disturba l’interferogramma contenente l’informazione sul fronte d’onda; infine, la radiazione IR è solo debolmente diffusa dal fumo. Questo risultato ha ricevuto l’attenzione dei media internazionali e della comunità scientifica a causa della sua evidente potenzialità applicativa nel campo della sicurezza, come supporto alle squadre di vigili del fuoco.


Imaging di una statuetta di Augusto attraverso fiamme di candela. (Sinistra) Immagine termografica. (Destra) Immagine olografica.

Imaging di un essere umano attraverso le fiamme. (Da sinistra) Immagine termografica, immagine nel visibile, immagine olografica
Personale INO:

Dipendenti: Meucci Riccardo, Pelagotti Anna, Poggi Pasquale

Ricercatori Associati: Locatelli Massimiliano

UOS/Laboratorio INO:
INO Sede Principale di Arcetri

Applicant Areas: Sicurezza, Metrologia & Sensori

Principali Prodotti della Ricerca associati:
1) Automatic Digital Hologram Denoising by Spatiotemporal Analysis of Pixel-Wise Statistics su Journal Of Display Technology (2013) di Leo M., Distante C., Paturzo M., Memmolo P., Locatelli M., Pugliese E., Meucci R., Ferraro P. (Articolo su Rivista JCR/ISI)
2) Imaging live humans through smoke and flames using far-infrared digital holography su Optics Express (2013) di Locatelli M., Pugliese E., Paturzo M., Bianco V., Finizio A., Pelagotti A., Poggi P., Miccio L., Meucci R., Ferraro P. (Articolo su Rivista JCR/ISI)
3) Infrared digital holography applications for virtual museums and diagnostics of cultural heritage su Proceedings Of Spie (2011) di oltre 10 autori inclusi: Poggi Pasquale, Ferraro Pietro, Meucci Riccardo, Paturzo Melania, Pelagotti Anna, Geltrude Andrea Giovanni, Locatelli Massimiliano (Articolo su Rivista JCR/ISI)
4) Infrared digital holography for 3D display su Proceedings Of Spie (2011) di Geltrude A., Locatelli M., Paturzo M., Pelagotti A., Poggi P., Meucci R., Ferraro P. (Articolo su Rivista JCR/ISI)
Focus:
- Title: Una nuova tecnica sviluppata all'INO consente per la prima volta di vedere attraverso le fiamme


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