De ultrasone detector is 100 keer kleiner dan het gemiddelde menselijke haar, maar toch kan dat
Sinds de ontwikkeling van medische echografiebeeldvorming in de jaren vijftig was de belangrijkste technologie voor het detecteren van ultrasone golven voornamelijk gericht op het gebruik van piëzo-elektrische detectoren, die de druk van ultrasone golven omzetten in elektrische spanning. De beeldresolutie die met echografie wordt bereikt, is afhankelijk van de grootte van de gebruikte piëzo-elektrische detector. Het verkleinen van deze grootte resulteert in een hogere resolutie. Een verdere verkleining van de grootte van piëzo-elektrische detectoren vermindert echter hun gevoeligheid aanzienlijk, waardoor ze ongeschikt worden voor praktisch gebruik.
Silicium fotonica-technologie is wijdverbreidHet wordt gebruikt om optische componenten te miniaturiseren en ze stevig op een klein oppervlak van een siliciumchip te verpakken. Hoewel silicium geen piëzo-elektriciteit vertoont, is het vermogen om licht te beperken tot minder dan de optische golflengte al op grote schaal gebruikt om fotonische miniatuurschakelingen te ontwikkelen.
Onderzoekers van Helmholtz Zentrum Munchen en TUMprofiteerde van deze miniatuur fotonische circuits om 's werelds kleinste ultrasone detector te creëren: de Silicon Waveguide Reference Detector, of SWED. In plaats van spanning te detecteren van piëzo-elektrische kristallen, bewaakt SWED veranderingen in de intensiteit van licht dat zich voortplant door miniatuur fotonische circuits.
“Dit is de eerste keer dat de detector kleiner isbloedcellen worden gebruikt om echografie te detecteren met behulp van silicium-fotonica-technologie, legt Rami Schneiderman, ontwikkelaar van SWED, uit. "Als de piëzo-elektrische detector zou worden verkleind tot de SWED-schaal, zou hij 100 miljoen keer minder gevoelig zijn."
“De mate waarin we hebben kunnen miniaturiserende nieuwe detector, met behoud van een hoge gevoeligheid door het gebruik van siliciumfotonica, was gewoonweg adembenemend ”, benadrukt professor Vasilis Ntsiahristos, hoofd van het onderzoeksteam. De SWED is ongeveer een halve micron (= 0.0005 millimeter). Deze grootte komt overeen met een gebied dat minstens 10.000 keer kleiner is dan de kleinste piëzo-elektrische detectoren die worden gebruikt in klinische beeldvormingsapplicaties. SWED is ook tot 200 keer kleiner dan de gebruikte ultrasone golflengte, wat betekent dat het kan worden gebruikt om onderdelen zo klein als één micrometer te renderen, wat resulteert in zogenaamde ultrahoge resolutie beeldvorming.
“De detector is oorspronkelijk ontworpen om te verbeterenkenmerken van opto-akoestische beeldvorming, dat is de belangrijkste focus van ons onderzoek bij Helmholtz Zentrum München en TUM. We voorzien nu echter de toepassing ervan in het bredere veld van detectie en visualisatie ”, besluit Ntsiahristos.
Lees ook
De Doomsday-gletsjer bleek gevaarlijker te zijn dan wetenschappers dachten. We vertellen het belangrijkste
Twee bewijzen van buitenaards leven kwamen tegelijk naar voren. De ene op Venus, de andere - niemand weet waar
Hybride voertuigen zijn gevaarlijker voor het milieu dan dieselvoertuigen. We vertellen het belangrijkste