تبدیل دوربین تلفن همراه به میکروسکوپ با وضوح بالا!

پژوهشگران سنگاپوری کوچکترین LED جهان را توسعه دادند که باعث تبدیل دوربین‌های تلفن همراه موجود به میکروسکوپ‌های با وضوح بالا تبدیل شود.

کد خبر: ۱۰۷۴۲۴۰

سه‌شنبه - ۱۹ ارديبهشت ۱۴۰۲ / May 09, 2023

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، پژوهشگران سنگاپوری کوچکترین LED جهان را توسعه دادند که باعث تبدیل دوربین‌های تلفن همراه موجود به میکروسکوپ‌های با وضوح بالا تبدیل شود.

این LED جدید با استفاده از طول موج نور کوتاه‌تر، امکان ساخت کوچکترین میکروسکوپ هولوگرافی جهان را فراهم کرده و راه را برای دوربین‌های قوی‌تردر دستگاه‌های روزمره مانند تلفن‌های همراه و تبدیل آن به میکروسکوپ از طریق اصلاحات در تراشه و نرم‌افزار سیلیکون فراهم می‌کند.

این فناوری همچنین یک گام مهم رو به جلو در کوچک‌سازی ابزار‌های تشخیصی برای کشاورزان است. این موفقیت با توسعه الگوریتم شبکه عصبی انقلابی که قادر به بازسازی اشیاء اندازه‌گیری شده توسط میکروسکوپ هولوگرافی است، تکمیل شده است، بنابراین امکان بررسی پیشرفته اشیاء میکروسکوپی مانند سلول‌ها و باکتری‌ها بدون نیاز به میکروسکوپ‌های معمولی یا اپتیک اضافی را فراهم می‌کند. این تحقیق همچنین راه را برای پیشرفت عمده در فوتونیک هموار می‌کند. ساخت یک انتشاردهنده قدرتمند روی تراشه که از ابعاد میکرومتر کوچکتر است، یک چالش بوده است.

در حالی که انتشاردهنده‌های مبتنی بر این مواد بسیار امیدوارکننده بوده است، اما ادغام فرآیند‌های ساخت آن‌ها در سیستم عامل‌های استاندارد فلزی-اکسید هادی (CMOS) استاندارد همچنان چالش‌برانگیز است.

در مقاله‌ای با عنوان A sub-wavelength Si LED integrated in a CMOS platform که محققان در نشریه نیچر به چاپ رساندند، جزئیات مربوط به ساخت LED را گزارش کردند که از جنس سیلیکون بوده و روی پلتفرم CMOS قابل پیاده‌سازی است. این LED را می‌توان کوچکترین نشر دهنده نور سیلیکونی دانست که شدت تابش آن قابل مقایسه با LED‌های بزرگتر است.

به منظور نشان دادن کاربرد عملی بالقوه این فناوری، محققان این LED را در یک میکروسکوپ هولوگرافی در مقیاس سانتی‌متر، قرار دادند ونتایج کار را بررسی کردند. این تیم تحقیقاتی همچنین یک معماری شبکه عصبی عمیق را برای بهبود کیفیت بازسازی تصویر ایجاد کرد. بر خلاف روش‌های سنتی بازسازی محاسباتی که به داده‌های آموزشی نیاز دارند، این شبکه عصبی با تعبیه یک مدل فیزیک در الگوریتم، نیاز به آموزش نداشت. شبکه عصبی به محققان این امکان را می‌دهد تا بدون اطلاع قبلی از منابع نوری جدید استفاده کنند.