L’accurata caratterizzazione metrologica di sorgenti e rivelatori di radiazione luminosa è fondamentale per molti campi di applicazione che vanno a soddisfare bisogni sociali (illuminazione, visione umana), industriali (telecomunicazioni, nuovi materiali) e scientifici (monitoraggio ambientale, ricerca di base). Risulta pertanto fondamentale curare la realizzazione dell’unità fotometrica di base del sistema Sistema Internazionale (SI), la candela, e delle unità fotometriche e radiometriche da essa derivate.
Il nostro gruppo si occupa di svolgere ricerche innovative per il miglioramento dei campioni di riferimento primari e per la caratterizzazione di rivelatori e sorgenti anche in risposta alle necessità poste in essere da nuove tecnologie di illuminazione, dalle emergenti tecnologie quantistiche e da nuove conoscenze sulla fisiologia della visione umana.
Tra le attività che portiamo avanti si possono evidenziare:
- La realizzazione delle unità fotometriche a partire dalle unità radiometriche secondo un appropriato modello fisiologico della risposta dell'occhio umano. La fotometria è essenziale per la caratterizzazione di sorgenti luminose utilizzate per l'illuminazione, la segnalazione, i display e altre applicazioni dove la luce è destinata ad osservatori umani.
- La validazione dei fotorivelatori predicibili (PQED) come campioni primari. Questi rivelatori sono costituiti da fotodiodi che consentono di misurare potenze ottiche con incertezze paragonabili a quelle del radiometro criogenico, il quale costituisce lo stato dell’arte in questo campo. Il settore è partner attivo in progetti europei che puntano a validare tali prestazioni grazie al funzionamento duale fotoelettrico-radiometrico dei PQED.
- Le ricerche sulla riferibilità delle misure radiometriche dal regime classico a quello quantistico, con lo sviluppo di strumenti e metodologie per la caratterizzazione di sorgenti e rivelatori di singolo fotone operanti nella prima e terza finestra telecom (rispettivamente intorno a 850 nm e 1550 nm), di interesse per le comunicazioni classiche e quantistiche, e la realizzazione di nuovi prototipi di sorgenti di singolo fotone come campioni radiometrici.
- Lo sviluppo e la caratterizzazione di rivelatori superconduttivi di singolo fotone, in particolare i Transition-edge sensors (TESs), in stretta collaborazione con il settore ML1, il quale si occupa della fabbricazione dei dispositivi. Oltre a curarne sviluppo e caratterizzazione, il settore è coinvolto in vari esperimenti volti all'utilizzo dei TES per calibrazioni a basso flusso luminoso in esperimenti di metrologia quantistica, per la ricerca di dark photons con cui si indaga la natura della materia oscura fredda e per la rivelazione di singoli elettroni in esperimenti sui neutrini fossili.