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movimento. Se infatti il filtro stesso viene accoppiato a un rivelatore CCD (o array
detector) come mostrato in Figura 1b, ogni linea di un rivelatore bidimensionale
corredato di tale filtro, rivelerà la radiazione in una banda diversa di lunghezze
d’onda. Il dispositivo diventa quindi un sensore spettrale di dimensioni molto
piccole che può essere incorporato in vari tipi di strumenti a seconda
dell’applicazione o semplicemente può far parte di un dispositivo portatile per
normali misure di riflessione o trasmissione [1].
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a b
cover window
filter coating
detector chip
detector case
Fig. 1 – a) filtro ottico con picco di trasmissione variabile lungo una direzione, b) filtro
variabile accoppiato a un rivelatore CCD
Tali filtri possono essere realizzati mediante la deposizione di materiali a film
sottile su un substrato di base che potrebbe essere il detector stesso o una apposita
finestra di chiusura realizzata in vetro o quarzo, che sarà poi posizionata e allineata
sul detector. I filtri variabili esistono in commercio in due configurazioni [2]:
quelli la cui risposta varia lungo una geometria circolare (CVF), e quelli le cui
caratteristiche variano linearmente in una direzione (LVF) mentre nella direzione
ortogonale le prestazioni rimangono costanti. I filtri variabili più richiesti sono
quelli di taglio (long-wave pass) e quelli a banda stretta (narrow band). A seconda
delle caratteristiche volute, la costruzione del filtro è più o meno complessa e se le
richieste sono particolarmente stingenti diventa difficile trovarli sul mercato.
2.1 Osservazioni della Terra dallo spazio
Una caratteristica chiave degli spettrometri è il range di lunghezze d’onda in cui il
dispositivo deve operare. Se questo range è molto ampio aumentano i problemi di
realizzazione del filtro ottico. In particolare per i filtri in trasmissione a banda
stretta, il rapporto tra massima e minima lunghezza d’onda di funzionamento è
minore di 2:1, almeno nei filtri commerciali; per estendere il range spettrale
bisogna unire più filtri con inevitabili zone cieche intermedie.
Nel caso della spettrometria d’immagine dallo spazio nel range visibile e vicino
infrarosso (VIS - NIR), il range di lunghezze d’onda d’interesse è tipicamente 400-
1000 nm quindi un rapporto 2.5:1 notevolmente maggiore di quello usuale. Una
seconda fondamentale caratteristica degli spettrometri a immagine è la dispersione
spettrale definita come rapporto fra variazione spettrale e spaziale, nella direzione