Nuovi materiali laser per una rivelazione di gas ottimizzata
I laser a cascata quantica (QCL) operano entro l’intervallo dell’infrarosso medio delle lunghezze d’onda dello spettro elettromagnetico (EM) che si estendono per circa 3-15 micrometri. Questo intervallo è di particolare interesse per la rivelazione di gas e la spettroscopia, giacché la maggior parte dei composti chimici presenta i cosiddetti modi di vibrazione fondamentali all’interno di tale intervallo. I tipici laser a semiconduttore mostrano una lacuna nella gamma da tre a cinque micrometri. I QCL che coprono tale lacuna sono quindi particolarmente adatti per la rivelazione di sostanze pericolose ed esplosive in sistemi di trasporto pubblico, aeroporti e altri luoghi pubblici. I QCL sono dispositivi compatti e convenienti che funzionano a temperatura ambiente e presentano proprietà di risposta rapida e alta sensibilità. I ricercatori del progetto Answer ("Artificial nanomaterials for short wavelength emission in the infrared") finanziato dall’UE si sono prefissi di sviluppare una nuova classe di materiali per produrre QCL a doppio canale operativo a onda continua (CW) operanti su lunghezze d'onda inferiori a cinque micrometri per le applicazioni destinate alla sicurezza nazionale. Lo sviluppo industriale e la commercializzazione dei concetti del progetto Answer per l’applicazione ai nuovi nanomateriali da utilizzare nei QCL hanno importanti implicazioni non solo per la rivelazione di sostanze pericolose potenzialmente correlate a minacce terroristiche o ad altre minacce umane in luoghi pubblici, ma anche a minacce ambientali costituite da sostanze inquinanti, nonché all'analisi della funzione respiratoria per usi medici o ai fini dell'applicazione delle legge. I risultati del progetto Answer dovrebbero avanzare la posizione dell'Europa nel campo della tecnologia QCL, incoraggiando lo sviluppo industriale, stimolando l'economia dell'UE e aumentando la salute e la sicurezza dei suoi cittadini.
