میکروسکوپ هولوگرافیک و ال ای دی سیلیکونی ابداع شد

حوزه فوتونیک بخشی از فناوری است که به انتقال ویژگی‌های فوتون‌ها مرتبط است. تحولات در این حوزه به نوآوری در طیف وسیعی از حوزه‌ها از جمله ارتباطات داده‌های بصری، تصویربرداری، علوم طبیعی و خدمات بهداشتی و همچنین نورپردازی و نمایشگر‌ها منجر می‌شود.

هرچند تراشه‌های فوتونیک (میکروتراشه‌هایی حاوی یک یا دو عنصر فوتونیک که یک مدار را تشکیل می‌دهند) در حوزه نور پردازی، یکپارچه سازی یک منتشر کننده نور کوچک روی تراشه، بسیار پیشرفت کرده اند، اما این بخش همچنان پر از ابهام است. به طور معمول تولید کنندگان از یک منبع نور خارج از تراشه استفاده می‌کنند که مصرف انرژی آن چندان کارآمد نیست و مقیاس پذیری تراشه‌های فوتونی را محدود می‌کند.

اما با توجه به دستاورد «اتحاد MIT و سنگاپور برای تحقیقات و فناوری» (SMART) که کوچکترین ال‌ ای دی سیلیکونی جهان را با عرض کمتر از یک میکرومتر و قدرت قابل مقایسه با ال‌ ای دی‌های سیلیکونی بزرگتر ساخته اند، تراشه‌های قدیمی دیگر کاربردی نخواهند داشت.

ساطع کننده‌های روی تراشه پیشین به سختی با پلتفرم‌های نیمه رسانای حاوی اکسید فلزی (CMOS) یکپارچه می‌شدند. CMOS یک مدار یکپارچه است که روی صفحه مدار چاپ می‌شود و از همین فناوری در بیشتر تراشه‌های فعلی استفاده می‌شود. CMOS در بیشتر موبایل‌ها به عنوان «چشم» دوربین به کار می‌رود.

در این پژوهش، محققان ال‌ ای دی سیلیکونی کوچک را در یک گره CMOS با ضخامت ۵۵ نانومتر همراه دیگر تجهیزات الکترونیک و فوتونیک در یک تراشه قرار دادند.

میکروسکوپ‌های بدون لنز کوچک‌تر از نمونه‌های معمولی و ارزان‌تر هستند، زیرا نیازمند سیستم‌های لنز دقیق و پیچیده نیستند. آن‌ها از منبع نور برای یک نمونه استفاده کردند و سپس نور در یک حسگر CMOS دیجیتال منتشر شد و یک هولوگرام دیجیتالی ایجاد کرد که رایانه برای ایجاد تصویر پردازش می‌کند.

محققان متوجه شدند لنز هولوگرافیک آن‌ها تصاویر با کیفیت و با دقت بیشتری نسبت به میکروسکوپ‌های نوری معمول می‌سازد. طبق محاسبه آن‌ها وضوح میکروسکوپ مذکور حدود ۲۰ میکرومتر بود. برای درک بهتر این فرایند باید گفت عرض یک سلول بدن انسان ۲۰ تا ۴۰ میکرون و گلبول سفید خون حدود ۳۰ میکرون است.

محققان معتقدند نسل آینده CMOS‌ها که با میکرو ال‌ ای دی و شبکه عصبی یکپارچه شده اند، کاربرد‌های مختلفی دارند از جمله بازسازی اشیای میکروسکوپی مانند نمونه بافت انسان و دانه‌های گیاهان.

همچنین آن‌ها معتقدند می‌توان این دستاورد را با اصلاح تراشه سیلیکونی و نرم افزار در موبایل به کاربرد و دستگاه را به یک میکروسکوپ با وضوح بالا تبدیل کرد.

منبع:نیواطلس