Sorgente X laser-plasma per applicazioni microradiografiche ed imaging in acqua con sistema laser-radar modulato

In this PhD thesis, that is the prosecution of research activity carried out during a previous three years of PhD, are shown the results concerning a possible application of radiation emitted from laser induced plasma, represented by high resolution microradiographies of biological samples, generated through soft X rays emitted from Tor Vergata laser-plasma source and recorded by means of two different storage devices, as a CCD camera and a LiF (lithium fluorine) crystal, this last one mainly used in order to obtain microradiographies of in vivo cells and their products (exudates) in the so-called water window (transmission window of water). Furthermore, in this PhD thesis, are also reported the results obtained in the visible imaging field of objects immersed in water by amplitude modulated laser-radar system using polarimetric techniques, realized in the ENEA research center in Frascati (Rome), even though in the phase of laboratory prototype. Although the two main arguments presented in this PhD thesis seem to be little correlated, an only guiding thread actually exists that joins them and permits to consider them as two different application sectors of a same research field: the laser imaging, obtained by means of two various sources, one of type laser-plasma using a high power (or intensity), pulsed, tabletop, infrared Nd:YAG/Glass laser (λ = 1064nm, peak power ~ 10^9W = 1GW), while the other is represented by a visible continuous wave diode laser with low power (λ = 405nm, power = 20mW).

In questa tesi di dottorato, che è la prosecuzione dell’attività di ricerca svolta nel corso di un precedente triennio di dottorato, sono mostrati i risultati relativi ad una delle possibili applicazioni della radiazione emessa da plasma indotto da laser, rappresentata dalle microradiografie di campioni biologici ad alta risoluzione, prodotte grazie ai raggi X soft emessi dalla sorgente laser-plasma di Tor Vergata e registrate su due diversi supporti, quali una videocamera CCD ed un cristallo di LiF (fluoruro di litio), quest’ultimo usato soprattutto per ottenere microradiografie nella cosiddetta water window (finestra di trasmissione dell’acqua) di cellule in vivo e dei loro prodotti (essudati). Inoltre, in questa tesi di dottorato, si riportano anche i risultati ottenuti nel campo dell’imaging nel visibile di oggetti immersi in acqua mediante sistema laser-radar modulato in ampiezza utilizzante tecniche polarimetriche, realizzato presso il centro di ricerche ENEA di Frascati (Roma), seppur ancora nella fase di prototipo di laboratorio. Sebbene i due principali argomenti presentati in questa tesi di dottorato sembrano essere poco correlati tra loro, in realtà esiste un unico filo conduttore che li unisce e che consente di considerarli come due diversi settori di applicazione di uno stesso campo di ricerca: l’imaging laser, ottenuto a partire da due diverse sorgenti, una di tipo laser-plasma utilizzante un laser Nd:YAG/Glass ad alta potenza (o intensità), tabletop, impulsato, nell’infrarosso (λ = 1064nm, potenza di picco ~ 10^9W=1GW), mentre l’altra è rappresentata da un diodo laser continuo nel visibile di bassa potenza (λ = 405nm, potenza = 20mW).