Мали ЛЕД претвара камеру вашег телефона у микроскоп високе прецизности

Инжењери из Сингапура и Технолошког института у Масачусетсу развили су малу ЛЕД лампу

који се може уградити у фотонски чип икористите за креирање холографског микроскопа од обичне камере мобилног телефона. Технологија користи извор светлости уграђен у чип и неуронску мрежу која реконструише податке из холографског микроскопа.

Светлост у већини фотонских чипова долази одекстерних извора, што доводи до ниске укупне енергетске ефикасности и озбиљно ограничава скалабилност ових чипова, објашњавају научници. Да би решили овај проблем, развили су уграђене изворе користећи различите материјале као што су стакло допирано ретком земљом, материјали силицијум-германијум (Ге-он-Си) и полупроводничка једињења ИИИ-В.

Готов уређај јеЛЕД подталасне дужине интегрисан са постојећим полупроводничким технологијама (ЦМОС), који може да ради на собној температури, показује велики просторни интензитет (102 ± 48 мВ/цм²) и има најмању површину зрачења (0,09 ± 0,04 μм²) од свих познатих силицијумских емитера .

Полупроводничка плочица (а) са повећаномслика чипа (б) и ЛЕД (ц). Холографски микроскопски уређај (д) и реконструисана слика (е). Слика: Сингапур-МИТ Алијанса за истраживање и технологију (СМАРТ)

Да покаже потенцијалпрактичну примену, истраживачи су интегрисали ову ЛЕД диоду у линеарни, потпуно силиконски холографски микроскоп у центиметарској скали који не захтева ни сочиво ни рупу.

Уобичајена препрека без сочивахолографија – рачунарска реконструкција приказаног објекта. Традиционалне методе обраде слике захтевају детаљно познавање експерименталне поставке за тачну реконструкцију и осетљиве су на варијабле које је тешко контролисати. 

Илустрација реконструкције слика добијених холографским микроскопом. Слика: Сингапур-МИТ Алијанса за истраживање и технологију (СМАРТ)

Инжењери су развили неуронску мрежу којапревазилази ову препреку. Не захтева претходну обуку и омогућава вам да обрађујете слике из нових извора светлости без претходног знања о спектру извора или профилу зрака. Истраживачи напомињу да технологија омогућава претварање камера у свакодневним уређајима као што су мобилни телефони у микроскопе само модификацијом силицијумског чипа и софтвера.

Због ниске цене и скалабилностиЦМОС микроелектронички процеси то могу учинити без повећања сложености, трошкова или фактора облика система. Ово нам омогућава да релативно лако претворимо камеру мобилног телефона у холографски микроскоп овог типа.

Иксунг Канг, коаутор студије

Опширније:

Научници су први видели како звезда прождире планету: ово, на крају, чека Земљу

Две супер-Земље пронађене на ивици насељиве зоне: једна од њих има угодну температуру

Савремени људи су мигрирали у Европу другачије него што се мислило

На насловној страни: Слика свстудиоарт на Фреепику