LABORATORI: SMAArt-UNIPG
NOME STRUMENTO
Sistema spettroscopico integrato per Riflettanza e Fluorescenza UV-VIS-NIR (prototipo)
INFORMAZIONI GENERALI
Le spettroscopie di riflettanza e fluorescenza UV-VIS-NIR in situ sono diventate, negli ultimi anni, una tecnica non invasiva efficace per l’identificazione di diversi materiali organici e inorganici utilizzati nella produzione di oggetti d’arte come dipinti, manoscritti, tessuti, ecc. A tal fine, le misure di fluorescenza sono particolarmente indicate per la caratterizzazione di coloranti organici e pigmenti luminescenti come, ad esempio, l’ossido di zinco, i pigmenti a base di cadmio ed il Blu Egizio. Inoltre, fluorofori diversi con spettri di emissione simile possono essere talvolta separati e riconosciuti sulla base del loro tempo di vita di emissione.
DETTAGLI TECNICI
Il prototipo strumentale portatile è composto da diverse sorgenti luminose: una lampada deuterio- alogena compatta per le misure di riflettanza; laser a stato solido e diodi laser per le misure di fluorescenza in stato stazionario; Diodi e LED pulsati per misure di tempi di vita di emissione nell’intervallo temporale dai ns ai ms.
Le sorgenti sono accoppiate con spettrometri CCD ad alta sensibilità che lavorano nell’intervallo spettrale UV-VIS-NIR e che permettono di acquisire spettri di riflettanza tra 200-1600 nm e spettri di luminescenza nell’intervallo 300-1600 nm. I tempi di vita possono essere misurati per le specie che emettono nell’intervallo spettrale 350-850 nm.
Un sistema in fibra ottica dedicato consente di effettuare misure su qualsiasi superficie con una risoluzione spaziale inferiore a 2 mm2.
Referenti:
Aldo Romani aldo.romani@unipg.it
LABORATORIO: CNR-SCITEC
NOME STRUMENTO
Spettrometro ad alta risoluzione ASD FieldSpec® 4 Hi-Res (350-2500 nm)
INFORMAZIONI GENERALI
La spettroscopia di riflettanza nella finestra spettrale UV-VIS-NIR è ampiamente utilizzata come tecnica portatile e non invasiva per l’identificazione di diversi materiali organici e inorganici utilizzati nella produzione di oggetti d’arte come dipinti, manoscritti, tessuti, ecc. Sfruttando gli assorbimenti dovute alle transizioni elettroniche e vibrazionali in corrispondenza dell’ampia finestra spettrale che va dal visibile fino allo SWIR (400-2500 nm) è possibile identificare la maggior parte dei pigmenti e caratterizzare numerosi materiali organici.
DETTAGLI TECNICI
Lo strumento è costituito da tre detector: un array composto da 512 elementi al silicio che copre l’intervallo spettrale 350-1000 nm, e due fotodiodi InGaAs per l’intervallo spettrale 1000-1800 nm e 1800-2500 nm. La risoluzione spettrale dello strumento è di 3 nm nel campo del VNIR (350-1000 nm) e di 10 nm nel campo dello SWIR (1000-2500 nm). Uno spettro completo può essere acquisito in 0.1 secondi.
Lo strumento è fornito di una fibra ottica lunga 1 m direttamente connessa allo spettrofotometro con FOV di 25°. Utilizzando una illuminazione esterna costituita da una lampada al quarzo-tungsteno da 12V con raffreddamento ventilato (posta a 45° rispetto alla superficie) e la fibra permanente (posta perpendicolarmente alla superficie), si possono effettuare misure con geometria CIE 45/0. La risoluzione laterale in questo assetto è dettata dalla distanza di lavoro: indicativamente, l’area di misura è circa la metà della distanza di lavoro. Alternativamente, lo strumento è dotato di due sistemi di fibre ottiche biforcate (con grande e piccolo diametro) che possono essere collegate alla fibra permanente e ad una sorgente esterna con potenza nominale 12VDC, 30W. La sonda a fibre ottiche biforcate di grande diametro (large diameter reflectance probe), è costituita da 156 fibre (nucleo 200 micron), 78 fibre per la sorgente di eccitazione e 78 per la raccolta della luce riflessa, l’estremità d’acciaio inossidabile ha un diametro di 6,3 mm. La fibra a largo diametro può essere utilizzata con una sonda di raccolta per luce diffusa a circa 20°. La sonda a fibre ottiche biforcate di piccolo diametro (small diameter reflectance probe) è costituita invece da 6 fibre di illuminazione (600 micron) che circondano una singola fibra di raccolta (600 micron), l’estremità d’acciaio inossidabile ha un diametro di 3,1mm.
Lo SpectralonTM viene impiegato per la calibrazione del bianco. RS3 Software Package è utilizzato per l’acquisizione dei dati. Lo strumento è compatto ed equipaggiato con zaino e batterie per condurre misure in piedi in autonomia.
Referente:
Francesca Rosi francesca.rosi@cnr.it