Der Ultraschalldetektor ist 100-mal kleiner als das durchschnittliche menschliche Haar, kann es aber dennoch
Seit der Entwicklung des medizinischen UltraschallsIn den 1950er Jahren konzentrierte sich die Haupttechnologie zur Erfassung von Ultraschallwellen hauptsächlich auf die Verwendung von piezoelektrischen Detektoren, die den Druck von Ultraschallwellen in elektrische Spannung umwandeln. Die mit Ultraschall erzielte Bildauflösung hängt von der Größe des verwendeten piezoelektrischen Detektors ab. Das Verringern dieser Größe führt zu einer höheren Auflösung. Eine weitere Verringerung der Größe von piezoelektrischen Detektoren verringert jedoch ihre Empfindlichkeit stark, was sie für den praktischen Gebrauch ungeeignet macht.
Die Siliziumphotonik-Technologie ist weit verbreitetEs wird verwendet, um optische Komponenten zu miniaturisieren und fest auf einer kleinen Oberfläche eines Siliziumchips zu verpacken. Obwohl Silizium keine Piezoelektrizität aufweist, wurde seine Fähigkeit, Licht auf weniger als die optische Wellenlänge zu beschränken, bereits in großem Umfang zur Entwicklung von photonischen Miniaturschaltungen verwendet.
Forscher vom Helmholtz Zentrum München und der TUMnutzte diese photonischen Miniaturschaltungen, um den kleinsten Ultraschalldetektor der Welt zu entwickeln: den Silicon Waveguide Reference Detector (SWED). Anstatt die Spannung von piezoelektrischen Kristallen zu erfassen, überwacht SWED Änderungen der Intensität des Lichts, das sich durch photonische Miniaturschaltungen ausbreitet.
„Dies ist das erste Mal, dass der Detektor kleiner istBlutzellen werden verwendet, um Ultraschall mithilfe der Siliziumphotonik-Technologie zu erfassen, erklärt Rami Schneiderman, Entwickler von SWED. "Wenn der piezoelektrische Detektor auf die SWED-Skala verkleinert würde, wäre er 100 Millionen Mal weniger empfindlich."
„Inwieweit wir miniaturisieren konntenDer neue Detektor war zwar atemberaubend durch den Einsatz von Siliziumphotonik, aber einfach atemberaubend “, betont Professor Vasilis Ntsiahristos, Leiter des Forschungsteams. Der SWED beträgt etwa ein halbes Mikron (= 0,0005 Millimeter). Diese Größe entspricht einer Fläche, die mindestens 10.000-mal kleiner ist als die kleinsten piezoelektrischen Detektoren, die in klinischen Bildgebungsanwendungen verwendet werden. SWED ist außerdem bis zu 200-mal kleiner als die verwendete Ultraschallwellenlänge, was bedeutet, dass damit Teile mit einer Größe von weniger als einem Mikrometer gerendert werden können, was zu einer sogenannten ultrahochauflösenden Bildgebung führt.
„Der Detektor wurde ursprünglich zur Verbesserung entwickeltEigenschaften der optoakustischen Bildgebung, die im Mittelpunkt unserer Forschung am Helmholtz Zentrum München und der TUM steht. Wir sehen jetzt jedoch eine Anwendung im breiteren Bereich der Erfassung und Visualisierung “, schließt Ntsiahristos.
Lesen Sie auch
Der Doomsday-Gletscher erwies sich als gefährlicher als Wissenschaftler dachten. Wir erzählen die Hauptsache
Zwei Beweise für außerirdisches Leben tauchten gleichzeitig auf. Einer auf der Venus, der andere - niemand weiß wo
Hybridfahrzeuge sind umweltgefährdender als Dieselfahrzeuge. Wir erzählen die Hauptsache