Le détecteur à ultrasons est 100 fois plus petit qu'un cheveu humain moyen, mais il peut
Depuis le développement de l'échographie médicaleimagerie dans les années 1950, la principale technologie de détection des ondes ultrasonores était principalement axée sur l'utilisation de détecteurs piézoélectriques qui convertissent la pression des ondes ultrasonores en tension électrique. La résolution d'image obtenue avec les ultrasons dépend de la taille du détecteur piézoélectrique utilisé. Diminuer cette taille se traduit par une résolution plus élevée. Cependant, une nouvelle diminution de la taille des détecteurs piézoélectriques réduit fortement leur sensibilité, les rendant impropres à une utilisation pratique.
La technologie photonique sur silicium est largementIl est utilisé pour miniaturiser les composants optiques et les emballer étroitement sur une petite surface d'une puce de silicium. Bien que le silicium ne présente pas de piézoélectricité, sa capacité à confiner la lumière à moins de la longueur d'onde optique a déjà été largement utilisée pour développer des circuits photoniques miniatures.
Chercheurs de Helmholtz Zentrum Munchen et TUMa profité de ces circuits photoniques miniatures pour créer le plus petit détecteur à ultrasons au monde: le détecteur de référence à guide d'ondes en silicium, ou SWED. Au lieu de détecter la tension des cristaux piézoélectriques, SWED surveille les changements d'intensité de la lumière se propageant à travers des circuits photoniques miniatures.
«C'est la première fois que le détecteur est plus petitLes cellules sanguines sont utilisées pour détecter les ultrasons à l'aide de la technologie photonique au silicium, explique Rami Schneiderman, développeur de SWED. "Si le détecteur piézoélectrique était réduit à l'échelle SWED, il serait 100 millions de fois moins sensible."
«La mesure dans laquelle nous avons pu miniaturiserLe nouveau détecteur, tout en conservant une sensibilité élevée grâce à l'utilisation de la photonique au silicium, était tout simplement époustouflant », souligne le professeur Vasilis Ntsiahristos, chef de l'équipe de recherche. Le SWED est d'environ un demi-micron (= 0,0005 millimètre). Cette taille correspond à une zone qui est au moins 10 000 fois plus petite que les plus petits détecteurs piézoélectriques utilisés dans les applications d'imagerie clinique. SWED est également jusqu'à 200 fois plus petit que la longueur d'onde ultrasonore utilisée, ce qui signifie qu'il peut être utilisé pour rendre des pièces d'une taille inférieure à un micromètre, ce qui se traduit par une imagerie dite à ultra-haute résolution.
«Le détecteur a été initialement conçu pour améliorercaractéristiques de l'imagerie optoacoustique, qui est au centre de nos recherches à Helmholtz Zentrum München et TUM. Cependant, nous envisageons maintenant son application dans le domaine plus large de la détection et de la visualisation », conclut Ntsiahristos.
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