Detektor ultradźwiękowy jest 100 razy mniejszy niż przeciętny ludzki włos, a jednak może
Od czasu rozwoju ultrasonografii medycznejobrazowanie w latach pięćdziesiątych XX wieku główna technologia wykrywania fal ultradźwiękowych koncentrowała się głównie na zastosowaniu detektorów piezoelektrycznych, które przekształcają ciśnienie fal ultradźwiękowych w napięcie elektryczne. Rozdzielczość obrazu uzyskiwana za pomocą ultradźwięków zależy od wielkości zastosowanego detektora piezoelektrycznego. Zmniejszenie tego rozmiaru skutkuje wyższą rozdzielczością. Jednak dalsze zmniejszenie rozmiarów detektorów piezoelektrycznych gwałtownie zmniejsza ich czułość, przez co nie nadają się do praktycznego zastosowania.
Technologia fotoniki krzemowej jest szeroko rozpowszechnionaSłuży do miniaturyzacji elementów optycznych i ciasnego upakowania ich na małej powierzchni chipa silikonowego. Chociaż krzem nie wykazuje piezoelektryczności, jego zdolność do ograniczania światła do długości fali krótszej niż optyczna była już szeroko wykorzystywana do tworzenia miniaturowych obwodów fotonicznych.
Naukowcy z Helmholtz Zentrum Munchen i TUMwykorzystał te miniaturowe obwody fotoniczne, aby stworzyć najmniejszy na świecie detektor ultradźwiękowy: Silicon Waveguide Reference Detector (SWED). Zamiast wykrywać napięcie z kryształów piezoelektrycznych, SWED monitoruje zmiany natężenia światła propagowanego przez miniaturowe obwody fotoniczne.
„Po raz pierwszy detektor jest mniejszykomórki krwi są wykorzystywane do wykrywania ultradźwięków przy użyciu technologii fotoniki krzemu, wyjaśnia Rami Schneiderman, twórca SWED. „Gdyby czujnik piezoelektryczny został zmniejszony do skali SWED, czułby się 100 milionów razy mniejszy”.
„Stopień, w jakim mogliśmy zminiaturyzowaćNowy detektor, zachowując wysoką czułość dzięki zastosowaniu fotoniki krzemu, po prostu zapierał dech w piersiach ”- podkreśla profesor Vasilis Ntsiahristos, szef zespołu badawczego. SWED ma około pół mikrona (= 0,0005 milimetra). Ten rozmiar odpowiada obszarowi, który jest co najmniej 10 000 razy mniejszy niż najmniejsze detektory piezoelektryczne używane w zastosowaniach obrazowania klinicznego. SWED jest również do 200 razy mniejszy niż długość fali ultradźwiękowej, co oznacza, że może być używany do renderowania części o wielkości zaledwie jednego mikrometra, co skutkuje tak zwanym obrazowaniem o ultra wysokiej rozdzielczości.
„Detektor został pierwotnie zaprojektowany w celu ulepszeniacharakterystykę obrazowania optoakustycznego, która jest głównym przedmiotem naszych badań w Helmholtz Zentrum München i TUM. Jednak teraz przewidujemy jego zastosowanie w szerszej dziedzinie wykrywania i wizualizacji ”- podsumowuje Ntsiahristos.
Czytaj także
Lodowiec Doomsday okazał się bardziej niebezpieczny, niż sądzili naukowcy. Mówimy najważniejsze
Jednocześnie pojawiły się dwa dowody życia pozaziemskiego. Jeden na Wenus, drugi - nikt nie wie gdzie
Pojazdy hybrydowe są bardziej niebezpieczne dla środowiska niż pojazdy z silnikiem Diesla. Mówimy najważniejsze