Ingeniører fra Singapore og Massachusetts Institute of Technology har udviklet en lille lysdiode
Lyset i de fleste fotoniske chips kommer fraeksterne kilder, hvilket resulterer i lav overordnet energieffektivitet og begrænser kraftigt skalerbarheden af disse chips, forklarer forskerne. For at løse dette problem udviklede de indlejrede kilder ved hjælp af forskellige materialer såsom sjældne jordarters doteret glas, silicium-germanium materialer (Ge-on-Si) og III-V halvlederforbindelser.
Den færdige enhed erEn sub-bølgelængde LED integreret med eksisterende halvlederteknologier (CMOS), som kan fungere ved stuetemperatur, udviser høj rumlig intensitet (102 ± 48 mW/cm²) og har det mindste strålingsareal (0,09 ± 0,04 μm²) af alle kendte siliciumemittere .
Halvlederwafer (a) med forøgetbillede af chippen (b) og LED'en (c). Holografisk mikroskopanordning (d) og rekonstrueret billede (e). Billede: Singapore-MIT Alliance for Research and Technology (SMART)
At demonstrere potentialepraktisk anvendelse integrerede forskerne denne LED i et lineært, helsilicium-holografisk mikroskop i centimeterskala, der hverken kræver en linse eller et hul.
En almindelig hindring i linseløsholografi - beregningsmæssig rekonstruktion af det viste objekt. Traditionelle billedbehandlingsmetoder kræver detaljeret viden om den eksperimentelle opsætning for nøjagtig rekonstruktion og er følsomme over for variabler, der er svære at kontrollere.
Illustration af rekonstruktionen af billeder opnået med et holografisk mikroskop. Billede: Singapore-MIT Alliance for Research and Technology (SMART)
Ingeniører har udviklet et neuralt netværk, derovervinder denne hindring. Det kræver ikke forudgående træning og giver dig mulighed for at behandle billeder fra nye lyskilder uden forudgående kendskab til kildespektret eller stråleprofilen. Forskerne bemærker, at teknologien gør det muligt at forvandle kameraer i dagligdags enheder som mobiltelefoner til mikroskoper kun ved at modificere en siliciumchip og software.
På grund af lave omkostninger og skalerbarhedCMOS-mikroelektronikprocesser kan gøre dette uden at øge kompleksiteten, omkostningerne eller systemformfaktoren. Dette giver os mulighed for relativt let at konvertere et mobiltelefonkamera til et holografisk mikroskop af denne type.
Iksung Kang, studiemedforfatter
Læs mere:
Forskere så først, hvordan en stjerne fortærer planeten: dette venter i sidste ende på Jorden
To superjorde fundet på kanten af den beboelige zone: en af dem har en behagelig temperatur
Moderne mennesker migrerede til Europa anderledes end tidligere antaget
På forsiden: Billede af svstudioart på Freepik