วิศวกรจากสิงคโปร์และสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ได้พัฒนา LED ขนาดเล็ก
แสงในชิปโทนิคส่วนใหญ่มาจากแหล่งภายนอกซึ่งนำไปสู่ประสิทธิภาพการใช้พลังงานโดยรวมต่ำและจำกัดความสามารถในการขยายขนาดของชิปเหล่านี้ได้อย่างมาก นักวิทยาศาสตร์อธิบาย เพื่อแก้ปัญหานี้ พวกเขาได้พัฒนาแหล่งฝังตัวโดยใช้วัสดุหลายชนิด เช่น แก้วเจือด้วยธาตุหายาก วัสดุซิลิคอนเจอร์เมเนียม (Ge-on-Si) และเซมิคอนดักเตอร์ III-V
อุปกรณ์ที่เสร็จแล้วคือเมื่อผสานรวมกับเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์ (CMOS) ที่มีอยู่แล้ว ไฟ LED ความยาวคลื่นย่อยที่สามารถทำงานที่อุณหภูมิห้อง มีความเข้มเชิงพื้นที่สูง (102 ± 48 mW/cm²) และมีพื้นที่เปล่งแสงน้อยที่สุด (0.09 ± 0.04 µm²) ของตัวปล่อยซิลิคอนที่รู้จักใดๆ .
เวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่ขยายใหญ่ขึ้นรูปภาพของชิป (b) และ LED (c) อุปกรณ์ของกล้องจุลทรรศน์โฮโลแกรม (d) และภาพที่สร้างขึ้นใหม่ (e) ภาพ: Singapore-MIT Alliance for Research and Technology (SMART)
เพื่อแสดงให้เห็นถึงศักยภาพการประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติ นักวิจัยได้รวม LED นี้เข้ากับกล้องจุลทรรศน์โฮโลกราฟิกเชิงเส้นแบบซิลิคอนทั้งหมดขนาดเซนติเมตร ซึ่งไม่จำเป็นต้องใช้เลนส์หรือรูเข็ม
อุปสรรคทั่วไปในการไร้เลนส์โฮโลแกรม - การสร้างวัตถุที่แสดงขึ้นมาใหม่ด้วยการคำนวณ วิธีการประมวลผลภาพแบบดั้งเดิมต้องใช้ความรู้โดยละเอียดเกี่ยวกับการตั้งค่าการทดลองเพื่อการสร้างใหม่ที่แม่นยำ และไวต่อตัวแปรที่ควบคุมยาก
ภาพประกอบของการสร้างภาพขึ้นมาใหม่โดยใช้กล้องจุลทรรศน์โฮโลแกรม ภาพ: Singapore-MIT Alliance for Research and Technology (SMART)
วิศวกรได้พัฒนาโครงข่ายประสาทเทียมขึ้นมาว่าเอาชนะอุปสรรคนี้ได้ ไม่ต้องมีการฝึกอบรมล่วงหน้า และช่วยให้คุณสามารถประมวลผลภาพจากแหล่งกำเนิดแสงใหม่ๆ ได้โดยไม่ต้องมีความรู้เกี่ยวกับสเปกตรัมของแหล่งกำเนิดหรือโปรไฟล์ลำแสงมาก่อน เทคโนโลยีนี้ทำให้สามารถเปลี่ยนกล้องในอุปกรณ์ในชีวิตประจำวัน เช่น โทรศัพท์มือถือ ให้เป็นกล้องจุลทรรศน์ได้ เพียงแค่ปรับเปลี่ยนชิปซิลิคอนและซอฟต์แวร์ นักวิจัยตั้งข้อสังเกต
เนื่องจากต้นทุนต่ำและความสามารถในการขยายขนาดกระบวนการไมโครอิเล็กทรอนิกส์แบบ CMOS สามารถทำได้โดยไม่ต้องเพิ่มความซับซ้อนของระบบ ต้นทุน หรือฟอร์มแฟคเตอร์ สิ่งนี้ช่วยให้เราแปลงกล้องโทรศัพท์มือถือให้เป็นกล้องจุลทรรศน์โฮโลแกรมประเภทนี้ได้อย่างง่ายดาย
Iksung Kang ผู้ร่วมเขียนการศึกษา
อ่านเพิ่มเติม:
นักวิทยาศาสตร์เห็นเป็นครั้งแรกว่าดาวกลืนกินดาวเคราะห์อย่างไร ในที่สุดสิ่งนี้ก็กำลังรอโลกอยู่
พบซุปเปอร์เอิร์ธสองก้อนที่ขอบเขตเอื้ออาศัยได้ หนึ่งในนั้นมีอุณหภูมิกำลังสบาย
มนุษย์สมัยใหม่อพยพไปยุโรปแตกต่างจากที่เคยคิดไว้
ภาพหน้าปก: ภาพโดย svstudioart บน Freepik