Μηχανικοί από τη Σιγκαπούρη και το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης ανέπτυξαν ένα μικροσκοπικό LED
Το φως στα περισσότερα φωτονικά τσιπ προέρχεται απόεξωτερικές πηγές, με αποτέλεσμα χαμηλή συνολική ενεργειακή απόδοση και περιορίζει σοβαρά την επεκτασιμότητα αυτών των τσιπ, εξηγούν οι επιστήμονες. Για να λύσουν αυτό το πρόβλημα, ανέπτυξαν ενσωματωμένες πηγές χρησιμοποιώντας διάφορα υλικά όπως γυαλί με σπάνιες γαίες, υλικά πυριτίου-γερμανίου (Ge-on-Si) και ενώσεις ημιαγωγών III-V.
Η τελική συσκευή είναιΈνα LED υπομήκους κύματος ενσωματωμένο με υπάρχουσες τεχνολογίες ημιαγωγών (CMOS), το οποίο μπορεί να λειτουργήσει σε θερμοκρασία δωματίου, παρουσιάζει υψηλή χωρική ένταση (102 ± 48 mW/cm²) και έχει τη μικρότερη περιοχή ακτινοβολίας (0,09 ± 0,04 μm²) από όλους τους γνωστούς εκπομπούς πυριτίου .
Γκοφρέτα ημιαγωγών (α) με αυξημένηεικόνα του τσιπ (b) και του LED (c). Συσκευή ολογραφικού μικροσκοπίου (δ) και ανακατασκευασμένη εικόνα (ε). Εικόνα: Singapore-MIT Alliance for Research and Technology (SMART)
Για να δείξουμε δυνατότητεςΣτην πρακτική εφαρμογή, οι ερευνητές ενσωμάτωσαν αυτό το LED σε ένα γραμμικό ολογραφικό μικροσκόπιο κλίμακας εκατοστών, εξ ολοκλήρου πυριτίου, που δεν απαιτεί ούτε φακό ούτε οπή.
Ένα κοινό εμπόδιο στο φακόολογραφία - υπολογιστική ανακατασκευή του εμφανιζόμενου αντικειμένου. Οι παραδοσιακές μέθοδοι επεξεργασίας εικόνας απαιτούν λεπτομερή γνώση της πειραματικής ρύθμισης για ακριβή ανακατασκευή και είναι ευαίσθητες σε δύσκολα ελεγχόμενες μεταβλητές.
Απεικόνιση της ανακατασκευής εικόνων που λαμβάνονται με ολογραφικό μικροσκόπιο. Εικόνα: Singapore-MIT Alliance for Research and Technology (SMART)
Οι μηχανικοί έχουν αναπτύξει ένα νευρωνικό δίκτυο πουξεπερνά αυτό το εμπόδιο. Δεν απαιτεί προηγούμενη εκπαίδευση και σας επιτρέπει να επεξεργάζεστε εικόνες από νέες πηγές φωτός χωρίς προηγούμενη γνώση του φάσματος της πηγής ή του προφίλ δέσμης. Οι ερευνητές σημειώνουν ότι η τεχνολογία καθιστά δυνατή τη μετατροπή των καμερών σε καθημερινές συσκευές όπως τα κινητά τηλέφωνα σε μικροσκόπια μόνο με την τροποποίηση ενός τσιπ πυριτίου και λογισμικού.
Λόγω χαμηλού κόστους και επεκτασιμότηταςΟι διεργασίες μικροηλεκτρονικής CMOS μπορούν να το κάνουν αυτό χωρίς να αυξάνουν την πολυπλοκότητα, το κόστος ή τον παράγοντα μορφής συστήματος. Αυτό μας επιτρέπει να μετατρέψουμε, με σχετική ευκολία, μια κάμερα κινητού τηλεφώνου σε ολογραφικό μικροσκόπιο αυτού του τύπου.
Iksung Kang, συν-συγγραφέας της μελέτης
Διαβάστε περισσότερα:
Οι επιστήμονες είδαν για πρώτη φορά πώς ένα αστέρι καταβροχθίζει τον πλανήτη: αυτό, στο τέλος, περιμένει τη Γη
Δύο υπερ-Γαίες βρέθηκαν στην άκρη της κατοικήσιμης ζώνης: η μία από αυτές έχει μια άνετη θερμοκρασία
Οι σύγχρονοι άνθρωποι μετανάστευσαν στην Ευρώπη με διαφορετικό τρόπο από ό,τι πιστεύαμε
Στο εξώφυλλο: Εικόνα από svstudioart στο Freepik