Ingenieros de Singapur y el Instituto Tecnológico de Massachusetts han desarrollado un diminuto LED
La luz en la mayoría de los chips fotónicos proviene defuentes externas, lo que resulta en una baja eficiencia energética general y limita severamente la escalabilidad de estos chips, explican los científicos. Para resolver este problema, desarrollaron fuentes integradas utilizando diversos materiales, como vidrio dopado con tierras raras, materiales de germanio y silicio (Ge-on-Si) y compuestos semiconductores III-V.
El dispositivo terminado esUn LED de sublongitud de onda integrado con tecnologías de semiconductores existentes (CMOS), que puede funcionar a temperatura ambiente, exhibe una alta intensidad espacial (102 ± 48 mW/cm²) y tiene el área de radiación más pequeña (0,09 ± 0,04 μm²) de todos los emisores de silicio conocidos .
Oblea semiconductora (a) con aumentoimagen del chip (b) y el LED (c). Dispositivo de microscopio holográfico (d) e imagen reconstruida (f). Imagen: Alianza Singapur-MIT para la Investigación y la Tecnología (SMART)
Para demostrar el potencialaplicación práctica, los investigadores integraron este LED en un microscopio holográfico de silicio lineal de escala centimétrica que no requiere ni una lente ni un agujero.
Un obstáculo común sin lentesHolografía: reconstrucción computacional del objeto mostrado. Los métodos tradicionales de procesamiento de imágenes requieren un conocimiento detallado de la configuración experimental para una reconstrucción precisa y son sensibles a variables difíciles de controlar.
Ilustración de la reconstrucción de imágenes obtenidas con un microscopio holográfico. Imagen: Alianza Singapur-MIT para la Investigación y la Tecnología (SMART)
Los ingenieros han desarrollado una red neuronal quesupera este obstáculo. No requiere formación previa y permite procesar imágenes de nuevas fuentes de luz sin conocimientos previos del espectro de la fuente o del perfil del haz. Los investigadores señalan que la tecnología hace posible convertir cámaras en dispositivos cotidianos, como teléfonos móviles, en microscopios solo modificando un chip de silicio y un software.
Debido a su bajo costo y escalabilidadLos procesos de microelectrónica CMOS pueden hacer esto sin aumentar la complejidad, el costo o el factor de forma del sistema. Esto nos permite convertir, con relativa facilidad, la cámara de un teléfono móvil en un microscopio holográfico de este tipo.
Iksung Kang, coautor del estudio
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