Mazā LED pārvērš jūsu tālruņa kameru augstas precizitātes mikroskopā

Inženieri no Singapūras un Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta ir izstrādājuši niecīgu LED

kuru var iebūvēt fotoniskā mikroshēmā unizmantot, lai izveidotu hologrāfisku mikroskopu no parastās mobilā tālruņa kameras. Tehnoloģija izmanto mikroshēmā iebūvētu gaismas avotu un neironu tīklu, kas rekonstruē datus no hologrāfiskā mikroskopa.

Gaisma lielākajā daļā fotonisko mikroshēmu nāk noārējie avoti, kas noved pie zemas kopējās energoefektivitātes un būtiski ierobežo šo mikroshēmu mērogojamību, skaidro zinātnieki. Lai atrisinātu šo problēmu, viņi ir izstrādājuši iegultos avotus, izmantojot dažādus materiālus, piemēram, retzemju leģētu stiklu, silīcija-germānija (Ge-on-Si) materiālus un III-V pusvadītājus.

Gatavā ierīce irintegrēta ar esošajām pusvadītāju (CMOS) tehnoloģijām, apakšviļņu gaismas diode, kas var darboties istabas temperatūrā, uzrāda augstu telpisko intensitāti (102 ± 48 mW/cm²) un tai ir mazākais izstarojošais laukums (0,09 ± 0,04 µm²) no visiem zināmajiem silīcija emitētājiem. .

Pusvadītāju plāksne(-es) ar palielinātumikroshēmas (b) un gaismas diodes (c) attēls. Hologrāfiskā mikroskopa ierīce (d) un rekonstruētais attēls (e). Attēls: Singapūras un MIT pētniecības un tehnoloģiju alianse (SMART)

Lai parādītu potenciālupraktiski pielietojot, pētnieki integrēja šo LED lineārā, pilnībā silīcija, centimetru mēroga hologrāfiskā mikroskopā, kam nav nepieciešams ne objektīvs, ne caurums.

Izplatīts šķērslis bezlēcāmhologrāfija - attēlotā objekta skaitļošanas rekonstrukcija. Tradicionālās attēlu apstrādes metodes prasa detalizētas zināšanas par eksperimentālo iestatījumu precīzai rekonstrukcijai, un tās ir jutīgas pret grūti kontrolējamiem mainīgajiem. 

Attēlu rekonstrukcijas ilustrācija, kas iegūta, izmantojot hologrāfisko mikroskopu. Attēls: Singapūras un MIT pētniecības un tehnoloģiju alianse (SMART)

Inženieri ir izstrādājuši neironu tīklu, kaspārvar šo šķērsli. Tam nav nepieciešama iepriekšēja apmācība, un tas ļauj apstrādāt attēlus no jauniem gaismas avotiem bez priekšzināšanām par avota spektru vai staru kūļa profilu. Pētnieki atzīmē, ka šī tehnoloģija var pārvērst kameras ikdienas ierīcēs, piemēram, mobilajos tālruņos, mikroskopos, tikai pārveidojot silīcija mikroshēmu un programmatūru.

Zemo izmaksu un mērogojamības dēļCMOS mikroelektronikas procesi to var paveikt, nepalielinot sistēmas sarežģītību, izmaksas vai formas faktoru. Tas ļauj mums salīdzinoši viegli pārveidot mobilā tālruņa kameru šāda veida hologrāfiskā mikroskopā.

Iksung Kang, pētījuma līdzautors

Lasīt vairāk:

Zinātnieki pirmo reizi redzēja, kā zvaigzne aprij planētu: galu galā tā gaida Zemi

Dzīvojamās zonas malā atrastas divas superzemes: vienai no tām ir komfortabla temperatūra

Mūsdienu cilvēki migrēja uz Eiropu savādāk, nekā tika uzskatīts iepriekš

Vāka attēls: svstudioart attēls vietnē Freepik