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Improved photon efficient cathodes with applications in biological luminescence (IMPECABLE)

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Ampliare le applicazioni biologiche della luminescenza

Con l'intento di sviluppare migliori sensori nella regione del rosso e dell'infrarosso vicino, è stato attentamente studiato l'uso di finestre strutturate per tubi fotomoltiplicatori, per migliorare l'efficienza quantica.

Salute

La luminescenza delle lunghezze d'onda lunghe (nella regione dei 750nm) può trovare utili applicazioni nella diagnostica in vivo e in vitro. Vi sono alcune differenze di spettro tra tessuti sani e tessuti malati nel monitoraggio non invasivo della malattia di Alzheimer e cambiamenti di fluorescenza nello stadio precoce di varie forme di cancro. Inoltre le prove farmaceutiche come quelle non radioattive e il sequenziamento dei geni richiedono migliori rilevatori del rosso. Spinto da queste motivazioni, il progetto IMPECABLE si è concentrato sul miglioramento dei fotocatodi per estenderne l'applicazione nel campo della luminescenza biologica e medicale. Più specificamente, l'obiettivo chiave era quello di potenziare le prestazioni dei fotocatodi trialcalini per tubi fotomoltiplicatori, di raffigurazione per immagine e intensificatori. Attualmente la semitrasparenza di questi fotocatodi a lunghezze d'onda più lunghe incide pesantemente sulle loro prestazioni. Ridisegnando l'interfaccia del dispositivo usando costole e coni angolati stretti se ne potrebbero notevolmente migliorare le strutture d'assorbimento. I valori migliorati d'efficienza quantica a cui si mira vanno da un aumento di due volte per la luce UV/blu ad aumenti da 15 a 30 volte nella regione del rosso/infrarosso vicino, con possibile ampliamento operativo per lunghezze d'onda più lunghe. Una parte del lavoro del progetto ha comportato la fabbricazione di una gamma di strutture all'interno dei tubi fotomoltiplicatori standard per studiarne l'impatto sull'efficienza quantica. Con l'aiuto di due diffusi processi di produzione, ossia il processo sol-gel e l'ablazione laser, le efficienze quantiche dei catodi strutturati sono state comparate con quelle delle finestre piatte. Sebbene entrambi i metodi abbiano dato luogo a significativi incrementi dell'efficienza quantica dei catodi, quello dell'ablazione laser non è risultato sostenibile dal punto di vista della produzione. Le finestre sol-gel saranno montate nei prodotti standard dopo che saranno stati risolti i problemi relativi alla saldatura silicea nei tubi fotomoltiplicatori in vetro.

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