Filtro a risonanza atomica

Un filtro a risonanza atomica (ARF) è un filtro atomico a passa banda avanzato utilizzato nelle scienze fisiche per filtrare le radiazioni elettromagnetiche con precisione, accuratezza e minima perdita d'intensità del segnale in entrata.

I filtri a risonanza atomica operano con le righe di assorbimento o di risonanza dei vapori atomici e così possono anche essere chiamati filtri a righe atomiche (ALF).

I tre tipi principali di filtri a risonanza atomica sono i filtri a spettro di assorbimento ed emissione di risonanza, i filtri Faraday e i filtri di Voigt. I filtri ad assorbimento e radiazione di risonanza furono i primi ad essere sviluppati, e quindi sono usualmente chiamati semplicemente filtri a risonanza atomica; gli altri due tipi sono semplicemente riconosciuti come filtri Faraday e filtri di Voigt.

I filtri a risonanza atomica fanno ricorso a meccanismi e progettazioni differenti per applicazioni differenti, ma viene utilizzata sempre la medesima strategia di base: approfittando delle righe strette di uno spettro di assorbimento di un metallo vaporizzato, una frequenza specifica della luce può oltrepassare una serie di filtri che bloccano tutte le altre frequenze.

I filtri a risonanza atomica possono essere considerati gli equivalenti ottici degli amplificatori di aggancio; sono usati nelle applicazioni scientifiche che richiedono una rivelazione effettiva di segnali a bande strette (quasi sempre luci laser) che altrimenti sarebbero oscurati dalle sorgenti a bande larghe, quali la luce del giorno. Sono regolarmente impiegati nei sistemi Lidar (Laser Imaging Detection and Ranging) e sono allo studio per la loro possibile utilizzazione nei sistemi di comunicazione laser.

I filtri a risonanza atomica sono superiori ai filtri ottici a dielettrico convenzionali quali i filtri interferenziali e i filtri a polarizzazione per birifrangenza o di Lyot, ma la loro maggiore complessità li rende praticabili solamente nei rilevamenti ostacolati da sottofondo, in cui un segnale debole è rilevato mentre il forte sottofondo viene soppresso. Comparato agli Fabry-Perot Etelon, altro filtro ottico a elevata definizione, i filtri di Faraday sono significativamente più robusti e possono essere sei volte più a buon mercato: attorno ai quindici dollari l'uno.