به گزارش ایسنا و به نقل از نیو اطلس، کوچکترین LED سیلیک و میکروسکوپ ههک جهان میتواند تجربهای از کاربردهای بالقوه را از جمله تبدیل دوربین تلفن همراه هوشمند به یک میکروسکوپ قابل حمل با نمای بالا داشته باشد.
پژوهشگران برای آزمایش استفاده از LED در یک موقعیت واقعی، آن را در یک میکروسکوپ هولوگرافیک بدون لنز قرار دادند. میکروسکوپهای بدون لنز، کوچکتر و ارزانتر از میکروسکوپهای معمولی هستند زیرا به سیستمهای پیچیده و دقیق لنز نیاز ندارند. آنها از یک منبع نور برای روشن کردن نمونه استفاده میکنند. سپس، نور روی یک حسگر دیجیتال نیمههادی اکسید-فلزی مکمل پراکنده میشود و یک هولوگرام دیجیتالی را ایجاد میکند که توسط رایانه برای تولید پردازش تصویر میشود.
مجتمع تراشه های فوتونیک، یک راه طولانی را در زمینه نورپردازی پیمودهاند اما ادغام یک ساطعکننده کوچک نور با تراشه(فناوری نور روی تراشه) هنوز باقی مانده است. سازندگان معمولاً از یک منبع نور بیرون از تراشه متوسل میشوند که بازدهی انرژی پایینی دارد و تراشههای فوتونی را محدود میکند.
پژوهشگران شرکت «اتحاد پژوهش و فناوری امآیتی سنگاپور» میگویند LED ساخت آنها که کوچکترین نمونه در نوع خود است، میتوان تلفن همراه هوشمند را به میکرو یکسکوپ با نمای بالا تبدیل کند.
منبع
به لطف پژوهشگران شرکت «اتحاد پژوهش و فناوری امآیتی سنگاپور» (SMART) که کوچکترین LED سیلیکونی جهان را ساخته است، میتواند ساطعکنندههای بدون تراشه به یک فناوری متعلق به گذشته تبدیل شود. این LED که قدرت آن را با نمونههای بسیار بزرگ الایدی سیلیکونی مقایسه میکند، کمتر از یک میکرومتر است.
فوتونیک، حوزهای از فناوری است که به نحوه انتقال و ویژگیهای فوتونها مربوط میشود. پیشرفتهای حوزه فوتونیک، نوآوریها در زمینههایی مانند ارتباطات نوری دادهها، تصویربرداری، علوم زیستی و مراقبتهای بهداشتی، نورپردازی و نمایشگرها به همراه داشتهاند.
پژوهشگران دریافتند که لنز هولوگرافیک آنها نسبت به میکروسکوپ نوری معمولی، تصاویر دقیق را با نمای بالا ارائه می دهد. آنها شاهد تصاویر لنز هولوگرافیک خود را حدود ۲۰ میکرومتر محاسبه کردند.
ادغام ساطعکنندههای روی تراشه پلتفرمهای استاندارد «نیمههادی اکسید-فلزی مکمل»(CMOS) همیشه کار آسیبپذیر بوده است. نیمههادی اکسید-فلزی مکمل، یک مجتمع مجتمع است که روی یک مدار مدار چاپشده بیشتر میشود و در تراشههای امروزی مورد استفاده قرار میگیرد. در تلفن های همراه، نیمه هادی- درمانفلزی مکمل به عنوان دوربین استفاده می شود.
میکروسکوپ هولوگرافیک بدون لنز ممکن است مشکلاتی در بازسازی تصویر داشته باشید. یک بررسی دقیق به دانش دقیق در مورد اَپِرچِر و طول موج نور منبع و فاصله نمونه تا حسگر نیاز دارد. پژوهشگران برای مقابله با این مشکل، از یک الگوریتم شبکه عصبی برای درک اشیای مشاهدهشده توسط میکروسکوپ هولوگرافیک استفاده کردند. شبکههای عصبی، سیستمهای رایانهای هستند که از شبکههای مغز انسان تقلید میکنند و با تکیه بر دادههای آموزشی برای بهبود و دقت در مرور زمان انجام میشوند.
پژوهشگران در این پروژه، LED سیلیکونی کوچک خود را در یک گره ۵۵ نانومتری نیمههادی مکمل فلزی و در کنار سایر اجزای فوتونیکی و الکترونیکی قرار دادند. همه این اجزا روی یک تراشه قرار گرفتند.
به گفته پژوهشگران، نسل بعدی LED و شبکه عصبی یکپارچه نیمههادی- فلفلزی مکمل آنها میتوانند از میان آنها استفاده کنند که میتوانند نمونههای بافت انسانی و دانههای گیاهی اشاره کنند. همچنین، پژوهشگران میگویند که با اصلاح تراشه سیلیکونی و نرمافزار تلفنهای همراه هوشمند فعلی میتوان از این فناوری در دوربین تلفنهای هوشمند استفاده کرد تا تلفن همراه با یک میکروسکوپ با نمای بالا تبدیل شود.
«راجیو رام» (Rajeev Ram)، از پژوهشگران این پروژه گفت: LED جدید ما علاوه بر پتانسیل بسیار زیاد آن را در هولوگرافی بدون لنز، دارای خواص ویژهای از کاربردهای ممکن دیگر است. این LED میتواند برای کاربردهای تصویربرداری زیستی و سنجش زیستی، از جمله میکروسکوپ میدان نزدیک و دستگاههای قابل کاشتهادی اکسید-فلزی مکمل، ایده آل باشد.