Figure 2 - uploaded by Francesco Chiavaioli
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9: Long period grating: illustration of coupling between the fundamental core mode and the rst forward-propagating cladding mode by means of the ray-optic depiction (a) and its β-plot (b)
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An optical fiber sensing system based on a hybrid cascaded long period grating (LPG) and fiber Bragg grating (FBG) configuration and a thermo-stabilized flow cell for refractometric measurements is proposed. The system makes it possible to measure, and thus cancel the LPG cross-sensitivities to strain, temperature and fiber bending by means of an a...
Similar publications
A novel critical angle refractometer with self-referenced performance (SRCAR) under mechanical vibration and temperature fluctuation is presented. In a traditional CAR, mechanical vibrations and temperature fluctuations always exist and cause errors. To reduce these errors, a CAR is redesigned by introducing a reference glass with a known refractiv...
ABSTRACT — The paper presents the data of refractive index of plasma of tuberculosis patient’s blood .The refractive index of plasma of blood are measured using Abbes’ refractometer. The experimental values are compared with normal plasma of blood. The values of plasma of blood of patients suffering from tuberculosis vary from 1.343 to 1.352, where...
A high sensitivity refractive index sensor based on a single mode-small diameter no core fiber structure is proposed. In this structure, a small diameter no core fiber (SDNCF) used as a sensor probe, was fusion spliced to the end face of a traditional single mode fiber (SMF) and the end face of the SDNCF was coated with a thin film of gold to provi...
In this paper, we present an improved reflectometric interference spectroscopy (RIfS) sensor principle which is suitable for thin films. The conventional RIfS technique is an appropriate method to detect interfacial interactions at the solid–gas or solid–liquid interface in the case of thin films with a thickness of a few hundred nanometers, but wh...
Purpose:
To determine the agreement of table-mounted and handheld auto-refractometers and to evaluate the effect of age and different types of refractive errors on this comparison.
Methods:
In this cross-sectional study conducted in 2015 using multi-stage cluster sampling, two underserved villages were selected randomly in the north and southwes...
Citations
... Sia la fase di traslazione che quella di azionamento del laser sono controllate e sincronizzate da un PC attraverso un programma NI-CVI sviluppato ad hoc, con il quale è possibile scegliere sia il periodo del reticolo che il numero di impulsi laser per ogni piano reticolare. Ulteriori dettagli riguardo il setup di scrittura dei reticoli sono descritti in letteratura [24]. ...
... Nonostante il fatto che il sistema di controllo TEC permette di mantenere una temperatura costante, la misura continua della temperatura è resa necessaria sia per controllare possibili derive termiche indotte da variazioni di temperatura dell'ambiente di misura che per considerare possibili effetti indotti dovuti all'iniezione di liquidi a differente temperatura all'interno della cella stessa. Ulteriori dettagli riguardo il sistema microfluidico termostatato sono descritti in letteratura [9,24]. ed una fotografia della stessa (c) [9] Il setup sperimentale è completato da un diodo superluminescente a banda larga (Inphenix IPSDD1503) utilizzato come sorgente ottica, da un analizzatore di spettro ottico (Anritsu MS9030A e MS9701B) usato per registrare lo spettro trasmesso del LPG centrato nella lunghezza d'onda della banda di attenuazione di interesse e da una pompa peristaltica (Gilson MINIPULS 3), che permette di iniettare le soluzioni nella cella di flusso attraverso dei tubi in PVC (F117938, diametro interno: 1.02 mm). ...
... Tutti gli altri valori relativi ai due LPG standard sono riportati in Tabella 2. Figura 8 -Test rifrattometrico eseguito per il LPG rivestito con matrice di sol-gel silice/biossido di titanio: evoluzione complessiva dello spettro (banda d'attenuazione considerata) in funzione dell'indice di rifrazione esterno facendo uso di diverse miscele di acqua e glicerolo ad indice di rifrazione crescente da 1.333 RIU a 1.393 RIU Utilizzando il setup di misura descritto in questo capitolo, tutti i passi del protocollo di implementazione del saggio biologico possono essere monitorati in tempo reale al fine di seguire l'evoluzione della res,LPG in funzione del tempo. Esempi di tali curve di risposta sono mostrati in letteratura in differenti pubblicazioni [7,17,18,24]. ...
Nell’evoluzione del pianeta Terra due processi hanno avuto un ruolo importante: la
radiazione elettromagnetica in arrivo dal Sole, ed in particolare la porzione ultravioletta, e la fotosintesi, in cui gli organismi capaci di questo processo assorbono CO2 e rilasciano O2. Con l’attività dei primi organismi fotosintetizzanti è iniziato l’accumulo nell’atmosfera di molecole di O2 e la complessa serie di reazioni in cui queste colpite dalla radiazione UV si scindono in atomi che reagendo con le altre molecole di O2 danno luogo a Ozono, O3. Questo meccanismo ha portato lentamente alla creazione dello strato di O3 che protegge la Terra dalle più pericolose componenti della radiazione solare permettendo lentamente l’instaurarsi di forme viventi via via più complesse.
La radiazione ultravioletta, compresa tra 100 e 400 nm, è una piccola parte della radiazione elettromagnetica in arrivo dal Sole, rappresentando circa il 7-8% della radiazione in arrivo sulla superficie terrestre. Tuttavia per il suo alto contenuto di energia ha una notevole importanza per gli effetti biologici che induce. I target biologici dell’UV vanno dalle piante agli insetti agli animali incluso l’uomo. Per quest’ultimo essa ha caratteristiche particolari: infatti non è visibile dall’occhio umano (a differenza di quanto avviene per molte specie di uccelli ed insetti) e non ne percepiamo la presenza non producendo effetti immediati come avviene invece per la radiazione infrarossa di cui ci accorgiamo per il riscaldamento
prodotto sulla pelle.
In relazione agli effetti biologici la radiazione UV viene convenzionalmente divisa in
tre bande, UVC (da 100 a 280 nm), UVB (da 280 a 315 nm) e UVA (da 315 a 400 nm), caratterizzate da contenuti energetici crescenti al decrescere della lunghezza d’onda.
L’UVA comprende lunghezze d’onda che non vengono assorbite da nessun componente dell’atmosfera e quindi raggiungono quasi del tutto inalterate la superficie terrestre.
Si è ritenuto per molto tempo che non fosse dannosa per gli esseri viventi mentre oggi esistono evidenze della pericolosità anche per la salute umana essendo ritenuta mutagenica e responsabile di danni al sistema immunitario.
La banda UVB comprende invece lunghezze d’onda caratterizzate da intensi effetti
biologici che però subiscono attenuazioni per opera di vari costituenti dell’atmosfera nel loro percorso verso terra; un’altra sua rimarchevole caratteristica è l’alta diffusività responsabile del fatto che in generale della radiazione in arrivo a terra la componente diffusa dall’atmosfera rappresenta un parte assai importante, come illustra la Figura 1. A ciò è attribuito il fatto che su una superficie schermata dalla radiazione diretta dal Sole arrivi comunque una considerevole quantità di radiazione UVB.
L’UVC comprende le lunghezze d’onda più pericolose dal punto di vista biologico per
il loro elevato contenuto energetico con effetti sterilizzanti; tuttavia Ozono e altri componenti atmosferici la filtrano completamente e non arriva a terra.
La quantità di UV che arriva a terra è influenzata da fattori geografici, astronomici
nonché dalle condizioni dell’atmosfera e dall’ambiente circostante. La posizione geografica si traduce in termini di elevazione del Sole nel cielo nei vari periodi dell’anno e del giorno;
tanto più alto è il Sole nel cielo tanto minore è il percorso ottico della radiazione UV
nell’atmosfera e tanto maggiore è la sua quantità a terra. Allo stesso modo agisce la quota cosicché l’irradianza UV aumenta con la quota. In sintesi, nell’emisfero nord per latitudini superiori ai 30°Nord, la quantità di radiazione UV in arrivo a terra, a parità degli altri fattori più avanti trattati, è massima al mezzogiorno solare di un giorno estivo in alta montagna.
Gli altri fattori che condizionano l’entità della radiazione in arrivo a terra si riferiscono allo stato dell’atmosfera in termini di concentrazione della colonna di Ozono, di aerosol e vapor d’acqua e soprattutto dalla presenza e tipo di copertura nuvolosa.
L’Ozono, prevalentemente quello della stratosfera, attenua la radiazione UV in modo
molto selettivo filtrando quasi completamente la banda UVC e riducendo in modo marcato anche quella UVB. Il risultato è che la radiazione UV che arriva a terra è composta in modo assolutamente predominante dalla componente UVA.
È stata proprio la scoperta nella metà degli anni ’80 del drammatico assottigliamento
dell’O3 stratosferico sul polo Sud e delle possibili conseguenze dell’aumento della radiazione UV in arrivo a terra da una parte a stimolare una lunga serie di ricerche per valutarne
l’impatto e dall’altra a indurre la comunità internazionale a ratificare l’unico protocollo climatico (quello noto come di Montreal) entrato effettivamente e efficacemente in funzione.
In effetti da allora c’è stata una sostanziale riduzione dei gas responsabili dell’assottigliamento dell’O3 stratosferico tant’è che le previsioni relative all’irradianza UV a terra nei prossimi decenni indicano una riduzione dell’UV responsabile dell’eritema dal 2
all’8% alle nostre latitudini rispetto a quelle del 1980. Tali previsioni tuttavia sono tutte da
verificare anche in relazione ai cambiamenti di altri costituenti dell’atmosfera come, oltre aigas clima-alteranti, il vapor d’acqua e gli aerosol.
Anche l’aerosol atmosferico e altri inquinanti gassosi contribuiscono ad attenuare
l’UV a terra in modo selettivo in funzione delle varie lunghezze d’onda. Ma senza dubbio il
ruolo principale nel regolare il clima radiativo UV a terra è svolto dalla presenza e dalle caratteristiche delle nubi; se è vero che esse in generale attenuano la radiazione UV diretta verso terra è anche vero che in certe condizioni (presenza di sottili formazioni nuvolose, come i cirri) la radiazione UV riesce comunque ad arrivare a terra soprattutto grazie alla sua componente diffusa. Questa è una condizione di rischio non percepito di esposizione all’UV perché questo leggero strato nuvoloso blocca la componente infrarossa a cui siamo sensibili per l’effetto di riscaldamento che produce.
Tutto questo vale per la radiazione UV in arrivo su una superficie orizzontale; se invece prendiamo in considerazione superfici diversamente orientate nello spazio le cose si
complicano e in particolare diventa non marginale il ruolo che viene svolto dalle caratteristiche di riflessione delle superfici, ossia dal loro albedo. E’ per esempio il caso quando si studia quanta radiazione UV può ricevere una persona in posizione eretta e quindi con molte parti del corpo orientate verticalmente. Così superfici molto riflettenti come la neve possono quasi raddoppiare la radiazione in arrivo dal cielo, come bene sanno coloro che opera no professionalmente sulla neve e che prestano, o dovrebbero prestare, molta attenzione a
proteggere la pelle e gli occhi.
Tra i diversi modi di esprimere la radiazione UV due sono più frequentemente usati
in fotobiologia: l’irradianza (ossia la potenza radiante incidente sull’unità di superficie)
espressa in Wm-2 e la dose (in Jm-2), l’energia incidente sull’unità di superficie in un determinato tempo. Più avanti torneremo su quest’ultimo aspetto quando affronteremo il discorso degli effetti dell’UV sulla salute umana.
Per facilitare la diffusione dell’informazione relativa al rischio potenziale per la salute umana di una sovra-esposizione alla radiazione UV, è stato proposto l’UV-Index, un indice
che va da 0 (nessun rischio) a valori che alle nostre latitudini non superano 10 (massimo rischio di esposizione, necessità di attuare tutte le misure di prevenzione e protezione).
La Figura 2 mostra il tipico andamento dell’Indice UV in una giornata estiva caratterizzata da cielo sereno.
