Ultralydsdetektoren er 100 gange mindre end det gennemsnitlige menneskehår, men det kan den alligevel
Siden udviklingen af medicinsk ultralydbilleddannelse i 1950'erne var hovedteknologien til detektion af ultralydsbølger primært fokuseret på brugen af piezoelektriske detektorer, der omdanner ultralydbølgernes tryk til elektrisk spænding. Billedopløsningen opnået med ultralyd afhænger af størrelsen på den anvendte piezoelektriske detektor. En reduktion af denne størrelse resulterer i en højere opløsning. Imidlertid reducerer et yderligere fald i størrelsen af piezoelektriske detektorer deres følsomhed kraftigt, hvilket gør dem uegnede til praktisk anvendelse.
Silicon fotonik teknologi er bredtDet bruges til at miniaturisere optiske komponenter og pakke dem tæt på en lille overflade af en siliciumchip. Selvom silicium ikke udviser piezoelektricitet, er dets evne til at begrænse lys til mindre end optisk bølgelængde allerede blevet meget brugt til at udvikle miniature fotoniske kredsløb.
Forskere fra Helmholtz Zentrum Munchen og TUMudnyttede disse miniature fotoniske kredsløb til at skabe verdens mindste ultralydsdetektor: Silicon Waveguide Reference Detector, eller SWED. I stedet for at detektere spænding fra piezoelektriske krystaller overvåger SWED ændringer i lysintensiteten, der udbredes gennem miniature fotoniske kredsløb.
”Dette er første gang, at detektoren er mindreblodceller bruges til at detektere ultralyd ved hjælp af silicium fotonik-teknologi, forklarer Rami Schneiderman, udvikler af SWED. "Hvis den piezoelektriske detektor blev nedskåret til SWED-skalaen, ville den være 100 millioner gange mindre følsom."
”I hvilket omfang vi var i stand til at miniaturisereDen nye detektor var ganske enkelt betagende, selvom den opretholdt høj følsomhed ved brug af siliciumfotonik, ”understreger professor Vasilis Ntsiahristos, leder af forskergruppen. SWED er ca. en halv mikron (= 0,0005 millimeter). Denne størrelse matcher et område, der er mindst 10.000 gange mindre end de mindste piezoelektriske detektorer, der anvendes i kliniske billedbehandlingsapplikationer. SWED er også op til 200 gange mindre end den anvendte ultralydsbølgelængde, hvilket betyder, at den kan bruges til at gengive dele, der er mindre end et mikrometer i størrelse, hvilket resulterer i såkaldt billedbehandling med ultrahøj opløsning.
”Detektoren blev oprindeligt designet til at blive bedrekarakteristika ved optoakustisk billeddannelse, som er hovedfokus for vores forskning i Helmholtz Zentrum München og TUM. Men vi forudser nu anvendelsen inden for det bredere felt af sensing og visualisering, ”konkluderer Ntsiahristos.
Læs også
Dommedagsbreen viste sig at være farligere end forskere troede. Vi fortæller det vigtigste
To eksempler på liv uden for jorden opstod på én gang. Den ene på Venus, den anden - ingen ved hvor
Hybridbiler er mere miljøfarlige end dieselbiler. Vi fortæller det vigtigste