Az ultrahangos detektor 100-szor kisebb, mint az átlagos emberi haj, mégis képes rá
Az orvosi ultrahang kialakulása ótaaz 1950-es évek képalkotása során az ultrahangos hullámok észlelésének fő technológiája elsősorban a piezoelektromos detektorok használatára összpontosult, amelyek az ultrahangos hullámok nyomását elektromos feszültséggé alakítják. Az ultrahanggal elért képfelbontás az alkalmazott piezoelektromos detektor méretétől függ. Ennek a méretnek a csökkentése nagyobb felbontást eredményez. A piezoelektromos detektorok méretének további csökkenése azonban élesen csökkenti érzékenységüket, alkalmatlanná téve őket gyakorlati használatra.
A szilícium fotonikai technológia széles körben elterjedtAz optikai alkatrészek miniatürizálására és szorosan egy szilícium chip apró felületére történő csomagolására szolgál. Habár a szilícium nem mutat piezoelektromosságot, azt a képességét, hogy a fényt optikai hullámhossznál kisebbre korlátozza, már széles körben alkalmazták miniatűr fotonikus áramkörök kifejlesztésére.
A Helmholtz Zentrum Munchen és a TUM kutatóikihasználva ezeket a miniatűr fotonikus áramköröket létrehozta a világ legkisebb ultrahangos detektorát: a szilícium hullámvezető referencia detektort vagy SWED-et. Ahelyett, hogy a piezoelektromos kristályokból származó feszültséget érzékelné, a SWED figyeli a miniatűr fotonikus áramkörökön keresztül terjedő fény intenzitásának változását.
„Ez az első alkalom, hogy a detektor kisebba vérsejteket az ultrahang kimutatására használják szilícium fotonikai technológiával - magyarázza Rami Schneiderman, a SWED fejlesztője. "Ha a piezoelektromos érzékelőt a SWED-skálára csökkentenék, akkor 100 milliószor kevésbé lenne érzékeny."
„Mennyire tudtuk miniatürizálniaz új detektor, a szilícium fotonika alkalmazásával megtartva a magas érzékenységet, egyszerűen lélegzetelállító volt. ”- hangsúlyozza Vasilis Ntsiahristos professzor, a kutatócsoport vezetője. A SWED körülbelül fél mikron (= 0,0005 milliméter). Ez a méret egy olyan területnek felel meg, amely legalább 10 000-szer kisebb, mint a legkisebb piezoelektromos detektor, amelyet klinikai képalkotó alkalmazásokban használnak. A SWED akár 200-szor kisebb, mint az alkalmazott ultrahang hullámhossza, ami azt jelenti, hogy egy mikrométernél kisebb méretű részek renderelésére használható, ami úgynevezett ultragyártó képalkotást eredményez.
„Az érzékelőt eredetileg fejlesztésre terveztékaz optoakusztikus képalkotás jellemzői, amely a Helmholtz Zentrum München és a TUM kutatásaink középpontjában áll. Azonban most előre látjuk alkalmazását az érzékelés és a vizualizáció tágabb területén ”- összegzi Ntsiahristos.
Olvassa el
A Doomsday-gleccser veszélyesebbnek bizonyult, mint azt a tudósok gondolták. Elmondjuk a fő dolgot
A földönkívüli élet két bizonyítéka egyszerre merült fel. Az egyik a Vénuszon, a másik - senki sem tudja, hol
A hibrid járművek környezeti szempontból veszélyesebbek, mint a dízel járművek. Elmondjuk a fő dolgot