싱가포르와 MIT의 엔지니어들이 작은 LED를 개발했습니다.
대부분의 광자 칩의 빛은외부 소스로 인해 전체 에너지 효율이 낮아지고 이러한 칩의 확장성이 심각하게 제한된다고 과학자들은 설명합니다. 이를 해결하기 위해 희토류 도핑 유리, 실리콘-게르마늄 소재(Ge-on-Si), III-V 반도체 화합물 등 다양한 소재를 이용한 임베디드 소스를 개발했다.
완성된 기기는상온에서 작동 가능한 기존 반도체 기술(CMOS)과 통합된 서브파장 LED는 높은 공간 강도(102 ± 48 mW/cm²)를 나타내며 알려진 모든 실리콘 이미터 중 가장 작은 방사 면적(0.09 ± 0.04 μm²)을 나타냅니다. .
증가된 반도체 웨이퍼(a)칩(b)과 LED(c)의 이미지. 홀로그램 현미경 장치(d) 및 재구성된 이미지(e). 이미지: 싱가포르-MIT 연구 및 기술 연합(SMART)
잠재력을 입증하기 위해실제 적용을 위해 연구원들은 이 LED를 렌즈나 구멍이 필요 없는 센티미터 크기의 선형 올실리콘 홀로그램 현미경에 통합했습니다.
무렌즈의 일반적인 장애물홀로그래피 - 표시된 개체를 컴퓨터로 재구성합니다. 기존의 이미지 처리 방법은 정확한 재구성을 위해 실험 설정에 대한 자세한 지식이 필요하며 제어하기 어려운 변수에 민감합니다.
홀로그램 현미경으로 얻은 이미지의 재구성 그림. 이미지: 싱가포르-MIT 연구 및 기술 연합(SMART)
엔지니어들은 신경망을 개발했습니다.이 장애물을 극복합니다. 사전 교육이 필요하지 않으며 소스 스펙트럼 또는 빔 프로필에 대한 사전 지식 없이도 새로운 광원의 이미지를 처리할 수 있습니다. 연구원들은 이 기술이 실리콘 칩과 소프트웨어를 수정하는 것만으로 휴대폰과 같은 일상적인 장치의 카메라를 현미경으로 전환하는 것을 가능하게 한다는 점에 주목합니다.
저렴한 비용과 확장성으로 인해CMOS 마이크로일렉트로닉스 프로세스는 복잡성, 비용 또는 시스템 폼 팩터를 증가시키지 않고 이를 수행할 수 있습니다. 이를 통해 비교적 쉽게 휴대폰 카메라를 이러한 유형의 홀로그램 현미경으로 변환할 수 있습니다.
강익성, 공동저자
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