Riassunto analitico
Al giorno d’oggi le applicazioni di scansione ottica basata su tecnologia laser di particolare interesse sono molteplici, ognuna con proprie caratteristiche e requisiti. Il progetto di tesi qui presentato considera nello specifico i sistemi LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy) e LIDAR (LIght Detection And Ranging), che se da un lato sono basati sullo stesso meccanismo base di scansione, dall’altro, necessitano adattamenti differenti nelle rispettive procedure di gestione ed equipaggiamento, per poter essere implementati. Questo lavoro di tesi presenta il progetto degli stadi di controllo elettronico e acquisizione dati per un sistema di scansione laser basato su galvanometro, tale da poter essere impiegato per entrambe le applicazioni. Grande cura è stata rivolta alla velocità di hardware e software, fattore principale da adattare, rendendo quindi il sistema flessibile da tale punto di vista. Compattezza e interfaccia utente sono ulteriori caratteristiche di cui è provvisto il sistema. Viene presentata inoltre una dimostrazione del principio di funzionamento del sistema LIBS, al cui fine è stato assemblato proprio set-up ottico. Scopi dell’implementazione pratica sono da un lato il riconoscimento di specifici colori su una superficie multi-cromatica, mentre dall'altro la variazione dell'intensità di colore su una superficie monocromatica. In entrambi i casi sono state eseguite molteplici acquisizioni spettrali lungo un percorso ben definito al fine di raggiungere l'obiettivo. Dopo opportuna elaborazione dati, i risultati vengono rappresentati graficamente tramite software MATLAB.
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Abstract
A wide range of laser based optical scanning applications is of interest nowadays, each distinguished by different characteristics and requirements. This thesis project considers in particular Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) and LIght Detection And Ranging (LIDAR) systems that, on one hand, rely upon the same kind of core scanning mechanism but, on the other, need specific different adaptations in the respective managing procedures and equipment to be implemented. This work presents the design of the electronic control and data acquisition stages for a galvanometer-based laser scanning system, properly done in order to be employed for both the applications mentioned above. Most of the work has been made on the operating speed of the electronic hardware and software that is the main factor to properly adapt, so the system is flexible from this point of view. Moreover it is made to be compact and user-friendly, providing it with a user interface. In addition a basic optical set-up has been arranged as well, in order to show a LIBS-like proof of principle of the whole system operation. It firstly aims to recognize specific colours over a multi-chromatic surface and secondly to detect colour intensity variations on a monochromatic surface. Both of the tasks are carried out by performing multiple spectral acquisitions along a well-defined pattern. After some data elaboration the final result is graphically presented with MATLAB software.
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