Ingenieurs uit Singapore en het Massachusetts Institute of Technology hebben een kleine LED ontwikkeld
Het licht in de meeste fotonische chips komt uitexterne bronnen, wat resulteert in een lage algehele energie-efficiëntie en de schaalbaarheid van deze chips ernstig beperkt, leggen de wetenschappers uit. Om dit probleem op te lossen, ontwikkelden ze ingebedde bronnen met behulp van verschillende materialen, zoals met zeldzame aardmetalen gedoteerd glas, silicium-germaniummaterialen (Ge-on-Si) en III-V-halfgeleiderverbindingen.
Het voltooide apparaat isEen LED met subgolflengte geïntegreerd met bestaande halfgeleidertechnologieën (CMOS), die bij kamertemperatuur kan werken, vertoont een hoge ruimtelijke intensiteit (102 ± 48 mW/cm²) en heeft het kleinste stralingsoppervlak (0,09 ± 0,04 μm²) van alle bekende siliciumstralers .
Halfgeleiderwafel (a) met vergroteafbeelding van de chip (b) en de LED (c). Holografisch microscoopapparaat (d) en gereconstrueerd beeld (e). Afbeelding: Singapore-MIT Alliantie voor Onderzoek en Technologie (SMART)
Om potentieel te demonstrerenVoor praktische toepassing integreerden de onderzoekers deze LED in een lineaire, volledig uit silicium bestaande holografische microscoop op centimeterschaal, waarvoor geen lens of gat nodig was.
Een veelvoorkomend obstakel bij lensloosholografie - computationele reconstructie van het weergegeven object. Traditionele beeldverwerkingsmethoden vereisen gedetailleerde kennis van de experimentele opstelling voor nauwkeurige reconstructie en zijn gevoelig voor moeilijk te controleren variabelen.
Illustratie van de reconstructie van beelden verkregen met een holografische microscoop. Afbeelding: Singapore-MIT Alliantie voor Onderzoek en Technologie (SMART)
Ingenieurs hebben een neuraal netwerk ontwikkeld datoverwint dit obstakel. Er is geen voorafgaande training voor nodig en u kunt beelden van nieuwe lichtbronnen verwerken zonder voorafgaande kennis van het bronspectrum of het bundelprofiel. De onderzoekers merken op dat de technologie het mogelijk maakt om camera's in alledaagse apparaten zoals mobiele telefoons alleen in microscopen te veranderen door een siliciumchip en software aan te passen.
Vanwege de lage kosten en schaalbaarheidCMOS-micro-elektronicaprocessen kunnen dit doen zonder de complexiteit, kosten of systeemvormfactor te vergroten. Hierdoor kunnen we de camera van een mobiele telefoon relatief eenvoudig ombouwen tot een dergelijke holografische microscoop.
Iksung Kang, co-auteur van het onderzoek
Lees verder:
Wetenschappers zagen voor het eerst hoe een ster de planeet verslindt: dit wacht uiteindelijk op de aarde
Twee superaardes gevonden aan de rand van de bewoonbare zone: een ervan heeft een aangename temperatuur
Moderne mensen migreerden naar Europa op een andere manier dan eerder werd gedacht
Op de omslag: afbeelding van svstudioart op Freepik