TOKYO, 18 ottobre 2016 - Canon Inc. ha annunciato oggi di aver sviluppato con successo la prima griglia di fosfuro di indio al mondo (InP) ottenuta per immersione (Tra le griglie ad immersione a base di indio fosfato. Secondo un sondaggio Canon.)
Rafforzando la sua linea di griglie ottenute per immersione, che comprende anche griglie realizzate con germanio (Ge) e zinco-tellururo di cadmio (CdZnTe), Canon contribuisce ad un maggiore progresso nella osservazione cosmologica, ampliando la gamma di frequenze infrarosse osservabili.
Al fine di recuperare le informazioni contenute all'interno della luce emessa dallo spazio, i telescopi astronomici ed i satelliti artificiali sono dotati di dispositivi spettroscopici che dividono in modo incrementale la luce nelle sue svariate frequenze e che svolgono un ruolo fondamentale nella osservazione cosmologica.
Rispetto ai tipici elementi riflettenti, gli elementi ottenuti per immersione consentono di costruire spettrometri di dimensioni inferiori e che ottengono prestazioni di livello più elevato. Con l'aggiunta della grata di Fosfuro di Indio (InP) ottenuta per immersione prodotta da Canon, gli spettrometri potrebbero essere ridotto a circa 1/27 del volume rispetto a quelli dotati degli elementi tipici riflettenti che coprono le stesse frequenze.
Superando le restrizioni riguardanti le dimensioni ed il peso, che, fino ad ora, hanno reso difficile lanciare satelliti artificiali dotati di spettrometri ad alte prestazioni, si prevede di ampliare ulteriormente le possibilità di osservazione cosmologica. Ma non è tutto, l'applicazione di questo reticolo di prossima generazione nei grandi telescopi terrestri, che sono soggetti al problema delle dimensioni sempre crescenti, potrebbe portare ad una riduzione delle loro dimensioni senza sacrificare le prestazioni.
Con l'aggiunta di una griglia di InP ottenuta per immersione, la serie delle griglie ottenute per immersione da Canon ora potrà coprire la luce dal vicino infrarosso al lontano infrarosso, consentendo l'osservazione quasi dell'intero spettro di frequenze infrarosse presenti nel campo dell'astronomia (da 1 a 20 micron). Il reticolo di Fosfuro di Indio ottenuto per immersione si riferisce ad un elemento ottico spettrografico in grado di coprire la gamma di frequenza trasmissiva del fosfuro di indio nello spettro infrarosso approssimativamente tra 1,5 e 8 micron. Rispetto ai convenzionali reticoli diffrattivi riflettenti, quelli ottenuti per grigliatura ad immersione rendono possibile una dispersione più elevata relativamente all'indice di rifrazione (circa. 3.2 per InP).
La luce infrarossa può essere catturata da distanze molto più elevate rispetto alla luce visibile, rendendo il rilevamento della materia nello spazio possibile ad un livello molecolare e anche atomico. Come tale, la nuova griglia in InP ottenuta per immersione potrebbe facilitare la ricerca non solo dell'origine della vita e dei pianeti, ma anche dell'origine dell'universo stesso, contribuendo a sviluppi ancora maggiori nella scienza spaziale.
Sebbene i benefici di fabbricazione a immersione delle griglie di diffrazione siano stati constatati molto tempo fa, a causa della particolare fragilità dei materiali dei semiconduttori trasmissivi adatti alle frequenze infrarosse utilizzati nel campo dell'astronomia (da 1 a 20 um) ottenere una superficie con una regolarità virtualmente perfetta con scanalature che misurino solo pochi nanometri si è rivelato difficile.
Applicando la propria tecnologia di elaborazione ultra-precisa, coltivata attraverso la fabbricazione di componenti di precisione, ed utilizzando solo processi di lavorazione, Canon ha sviluppato con successo griglie immersione, anche con tali fragili materiali semiconduttori. La risultante griglia di InP ottenuta per immersione realizza una disposizione di 990 punti a intervalli di 47 micron.
Gli elementi di diffrazione da utilizzare con spettri nell'infrarosso ad alta dispersione di solito hanno un'efficienza di diffrazione assoluta del 50-60%. L'efficienza della diffrazione assoluta è il rapporto tra l'intensità della luce diffratta rispetto all'intensità della luce incidente, in particolare, al punto preciso dove l'intensità della luce diffratta è al suo massimo. Nel caso della griglia di InP ottenuta da Canon per immersione, il limite teorico dell'efficienza di diffrazione assoluta si dice che sia dell'85%.
La griglia di InP ottenuta per immersione da Canon, tuttavia, raggiunge un'efficienza di diffrazione assoluta di circa il 75%. Con le sue prestazioni ad alta efficienza, che consentono una superiore cattura della luce, anche in mezzo ad una bassa intensità luminosa, essa consentirà a piccoli telescopi di ottenere misure di alta precisione ed ai grandi telescopi di misurare la luce infrarossa da distanze molto più lontano nello spazio.
Canon ospiterà una presentazione sul suo processo di produzione della griglia di fosfuro di indio ottenuta per immersione all'nternational Conference on Space Optics 2016, che si terrà dal 18 ottobre al 21, 2016, a Biarritz in Francia.
Uno sguardo sulle applicazioni mediche e di comunicazione
Guardando il futuro, Canon intende sviluppare la produzione di griglie per immersione partendo da materiali idonei per le frequenze vicine alla luce visibile (0,8-1,2 micron) e, con il successo ottenuto con lo sviluppo della sua grata di InP ottenuta per immersione, la Società è un passo più vicino al raggiungimento di tale obiettivo.
Sviluppando una serie di griglie ottenute per immersione ed utilizzando una varietà di materiali differenti, gli utenti possono scegliere la griglia ottimale in base alla gamma di frequenza che verrà utilizzata per rendere possibile una vasta gamma di applicazioni nel campo della spettroscopia infrarossa. Canon anticipa applicazioni nel campo della medicina, della comunicazione e, naturalmente, dell'astronomia.
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