Fisica dei rivelatori (2007/2008)

Corso a esaurimento

Codice insegnamento
4S00080
Docente
Gino Mariotto
crediti
5
Settore disciplinare
FIS/01 - FISICA SPERIMENTALE
Lingua di erogazione
Italiano
Periodo
2° Q dal 10-gen-2008 al 12-mar-2008.

Orario lezioni

2° Q
Giorno Ora Tipo Luogo Note
martedì 9.30 - 10.30 lezione Aula I  
mercoledì 12.30 - 14.30 lezione Aula I  
venerdì 12.30 - 14.30 lezione Aula I  

Obiettivi formativi

Il corso è rivolto agli studenti del corso di Laurea specialistica in Sistemi intelligenti e multimediali e si propone di fornire una presentazione dei fondamenti dell'interazione radiazione-materia insieme ad una rassegna dei principali metodi di rivelazione della radiazione elettromagnetica, nella regione ottica dello spettro. Saranno illustrati i principi di funzionamento di alcune classi di rivelatori usati nell’acquisizione dei segnali, nei sistemi di imaging in medicina, oltre che nelle applicazioni dei differenti settori della fisica, dalla spettroscopia ottica alla biofisica.
Il principle obiettivo del corso è sviluppare la conoscenza scientifica in relazione ai diversi tipi di dspositivi.

Programma

Introduzione sui sensori, trasduttori e rivelatori.
• Alcuni tipi di trasduttori: acusto-ottici, elettro-ottici, opto-ottici e opto-acustici.
• Sorgenti di radiazione ionizzante e non ionizzante
• Richiami sulle onde elettromagnetiche.
• Spettro della radiazione elettromagnetica.
• Interazione radiazione-materia nei diversi intervalli spettrali.
• Rivelatori della radiazione elettromagnetica: figure di merito, risposta spettrale, sensibilità, costante di tempo, rumore.
• Rivelatori termici. Proprietà generali dei rivelatori termici.
• Termocoppie e termopile. Bolometri e termistori. Rivelatori piroelettrici: responsività di un rivelatore piroelettrico. Sorgenti di rumore. Cella di Golay.
• Rivelatori fotonici. Generalità sui rivelatori fotonici
• Richiami sull’effetto fotoelettrico, sulla fotoconduzione e sull’effetto fotovoltaico.
• Effetto fotoelettrico esterno: efficienza quantica, risposta spettrale del fotocatodo, affinità elettronica positiva e negativa.
• Tubi fotomoltiplicatori: struttura a dinodi, guadagno e intervallo dinamico lineare.
• Richiami di Fisica dei semiconduttori. Giunzione p-n. Dispositivi a effetto fotoelettrico interno.
• Rivelatori fotoconduttivi a semiconduttore: Fotocorrente, responsività e efficienza quantica, risposta in frequenza. Sorgenti di rumore e Figure di merito.
• Fotodiodo a silicio.
• Rivelatori a molti canali: Banchi di fotodiodi (PDA) e matrici a CCD (Charged Coupled Devices).
• Fonorivelatori ad immagine. Tubi a ripresa di immagini.Vidicon. Vidicon intensificati.
• Matrici a CCD. Funzionamento. Proprietà e parametri. Organizzazione ad immagine. Stadio di uscita.

Bibliografia:
Appunti e dispense a cura del docente.
Non esiste un testo di riferimento specifico, ma l’approfondimento di alcuni argomenti potrà essere svolto consultando i seguenti testi:
• R.H. Kingston, Detection of Optical and Infrared Radiaton, Springer-Verlag in Optical series, Vol. 10, Springer-Verlag, Berlin, 1978.
• E.L. Dereniak e D.G. Crowe, Optical Radiation Detectors, Wiley Series in Pure and Applied Optics, John Wiley & Sons, Inc., New York, 1984.
• E.L. Dereniak e G.D. Boreman, Infrared Detectors and Systems, Wiley Series in Pure and Applied Optics, John Wiley & Sons, Inc., New York, 1996.
• S. Donati, Fotorivelatori, AEI, Milano, 1997.

Modalità d'esame

L’esame consiste di una prova orale su argomenti del programma svolto in aula.
La date degli appelli sono decise in armonia con il calendario delle sessioni di esame deliberato dalla Facoltà.

Statistiche per i requisiti di trasparenza (Attuazione Art. 2 del D.M. 31/10/2007, n. 544)

Statistiche esiti
Esiti Esami Esiti Percentuali Media voti Deviazione Standard
Positivi 40.0% 27 2
Respinti --
Assenti 60.00%
Ritirati --
Annullati --
Distribuzione degli esiti positivi
18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 30 e Lode
0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 25.0% 0.0% 0.0% 25.0% 25.0% 0.0% 25.0% 0.0%

Valori relativi all'AA 2007/2008 calcolati su un totale di 10 iscritti. I valori in percentuale sono arrotondati al numero intero più vicino.