Inženýři ze Singapuru a Massachusetts Institute of Technology vyvinuli malou LED
Světlo ve většině fotonických čipů pocházíexterní zdroje, což má za následek nízkou celkovou energetickou účinnost a výrazně omezuje škálovatelnost těchto čipů, vysvětlují vědci. K vyřešení tohoto problému vyvinuli vestavěné zdroje využívající různé materiály, jako je sklo dopované vzácnými zeminami, materiály křemíku a germania (Ge-on-Si) a polovodičové sloučeniny III-V.
Hotové zařízení jeLED pod vlnovou délkou integrovaná se stávajícími polovodičovými technologiemi (CMOS), která může pracovat při pokojové teplotě, vykazuje vysokou prostorovou intenzitu (102 ± 48 mW/cm²) a má nejmenší plochu záření (0,09 ± 0,04 μm²) ze všech známých křemíkových zářičů .
Polovodičový plátek (a) se zvýšenouobrázek čipu (b) a LED (c). Zařízení holografického mikroskopu (d) a rekonstruovaný obraz (e). Obrázek: Singapore-MIT Alliance for Research and Technology (SMART)
Demonstrovat potenciálPři praktické aplikaci vědci integrovali tuto LED do lineárního, celokřemíkového holografického mikroskopu v centimetrovém měřítku, který nevyžaduje čočku ani díru.
Běžná překážka u objektivůholografie - výpočtová rekonstrukce zobrazovaného objektu. Tradiční metody zpracování obrazu vyžadují detailní znalost experimentálního nastavení pro přesnou rekonstrukci a jsou citlivé na obtížně ovladatelné proměnné.
Ilustrace rekonstrukce snímků získaných holografickým mikroskopem. Obrázek: Singapore-MIT Alliance for Research and Technology (SMART)
Inženýři vyvinuli neuronovou síť, kterápřekonává tuto překážku. Nevyžaduje předchozí školení a umožňuje zpracovávat snímky z nových zdrojů světla bez předchozí znalosti spektra zdroje nebo profilu paprsku. Vědci poznamenávají, že tato technologie umožňuje přeměnit fotoaparáty v každodenních zařízeních, jako jsou mobilní telefony, na mikroskopy pouze úpravou křemíkového čipu a softwaru.
Díky nízké ceně a škálovatelnostiProcesy mikroelektroniky CMOS to dokážou bez zvýšení složitosti, nákladů nebo faktoru tvaru systému. To nám umožňuje poměrně snadno převést fotoaparát mobilního telefonu na holografický mikroskop tohoto typu.
Iksung Kang, spoluautor studie
Přečtěte si více:
Vědci poprvé viděli, jak hvězda požírá planetu: to nakonec čeká Zemi
Dvě superzemě nalezené na okraji obyvatelné zóny: jedna z nich má příjemnou teplotu
Moderní lidé migrovali do Evropy jinak, než se dříve myslelo
Na obálce: Obrázek od svstudioart na Freepiku