Pyramid wavefront sensors for astronomy and for the human eye

I sensori di fronte d'onda sono elementi chiave in un sistema di ottica adattiva, in quanto analizzano la radiazione proveniente da stelle guida e permettono di quantificare la deformazione di un fronte d'onda. Nell'ambito delle diverse tipologie di sensori esistenti, il presente lavoro di tesi si concentra su sistemi ottici innovativi che sfruttano le peculiarità del sensore a piramide. Durante il periodo di dottorato ho partecipato all'ideazione, realizzazione, caratterizzazione e approfondito lo studio di tre diverse applicazioni accomunate dal ruolo dominante occupato da uno o più sensori a piramide. I suddetti progetti spaziano da WATERFALL, applicazione destinata all'occhio umano (8 mm), ad un sensore estremamente lineare e molto sensibile (VL-WFS), parte dello studio di un concetto per un sensore da 40 metri di diametro, passando per un sistema molto complesso che presenta più di 100 gradi di libertà (il sensore di turbolenza a terra GWS di LINC-NIRVANA), che dovrà essere montato ad LBT, caratterizzato da 8.4 m x 2 di diametro. Il progetto WATERFALL riguarda il disegno, la successiva realizzazione e test di un prototipo per un'applicazione oftalmologica atta a misurare il potere diottrico di lenti intra-oculari, con obiettivo una possibile commercializzazione del sistema. Il lavoro svolto per il GWS di NIRVANA ha portato alla definizione di tolleranze da soddisfare ed in questo elaborato è contenuta la descrizione dettagliata delle varie procedure di allineamento e dei test svolti con successo, che hanno permesso il raggiungimento della fase di commissioning in cielo dello strumento nell'esperimento Pathfinder. Il progetto VL-WFS si trova ancora in una fase embrionale, dove concetti ed idee, prevalentemente provenienti dal nostro gruppo di Padova, devono essere organizzate per raggiungere il livello di una reale proposta per la realizzazione di uno strumento di MCAO globale per l'E-ELT. Tutti gli anzidetti progetti si basano sugli stessi concetti ottici e, anche se a prima vsita l'applicazione oftalmologica può essere vista come estranea all'astronomia, essa può essere in realtà qualificata come un semplice sistema SCAO applicato ad un sistema ottico che e' rappresentato dall'occhio umano, dimostrando come l'interazione tra diversi campi di ricerca possa portare a risultati di successo, anche in termini di applicazioni pratiche.