Stworzenie najmniejszego holograficznego mikroskopu opartego o (diodę) LED jest naprawdę istotnym przełomem - chociażby w zakresie urządzeń pozwalających na podglądanie naszego świata w mikroskali. Jak wskazują naukowcy: nic nie stoi na przeszkodzie, aby smartfon wyposażony w taką LED w układzie fotograicznym, działał jak mikroskop.
W dodatku, byłby to mikroskop o dużej częstotliwości. Naukowcy z Singapore-MIT Alliance for Research and Technology (SMART) opracowali najmniejszą na świecie krzemową diodę elektroluminescencyjną (LED) o szerokości mniejszej niż mikrometr. Co bardzo istotne, jej intensywność świecenia jest porównywalna z dużo większymi przecież diodami, które znamy z chociażby produkowanych obecnie telefonów komórkowych i które stosowane są od lat do doświetlania zdjęć. Na czym polega przełom? Na tym, że wytworzenie tak niewielkiej diody pozwoliło na zintegrowanie jej z CMOS (complementary metal-oxide semiconductor): w ogromnym uproszczeniu, w telefonach komórkowych jest to element analizujący światło, które wpadło do obiektywu aparatu: stanowi więc jego "oko" - w ogromnym uproszczeniu.
Badacze umieścili dzięki temu opracowaną przez siebie diodę typu LED w węźle CMOS o szerokości 55 nm. Co więcej, udało się to zrobić na jednym układzie scalonym: doświetlanie, analiza światła oraz potrzebne w tym zakresie obliczenia, odbywały się na jednym, specjalnie przygotowanym do tego zadania czipie. Sprawdzono, jak dioda radzi sobie w rzeczywistych warunkach: umieszczono ją w bezsoczewkowym mikroskopie holograficznym. Są one znacznie prostsze w budowie ze względu na fakt, iż nie używa się w nich skomplikowanych systemów soczewek.
W technologii bezsoczewekowej mikroskopii holograficznej, pewną trudnością była rekonstrukcja obrazu. Zbudowano więc sieć neuronową do rekonstruowania obrazów "oglądanych" przez mikroskop holograficzny: wtedy odkryto, że taki obiektyw zapewniał dokładniejsze obrazy o wysokiej rozdzielczości, niż zwykły mikroskop optyczny. W bezsoczewkowych mikroskopach kluczowe jest zewnętrzne źródło światła - w tym przypadku jest ono bardzo niewielkie i zdatne do zintegrowania z czipem.
Obliczono, że rozdzielczość generowanych obrazów wynosi ok. 20 mikronów. Dla porównania, ludzka biała krwinka ma 30 mikronów średnicy. Sprzężenie ze sobą mikroLED-ów oraz sieci neuronowych może przynieść rozwój urządzeń optycznych nowej generacji, lub nawet (w co nie bardzo mimo wszystko wierzę), przynieść smartfonom z przyszłości funkcję przenośnego mikroskopu: w ich przypadku wystarczyłoby użyć odpowiedniego czipu aparatu oraz oprogramowania.
Po raz kolejny więc mamy do czynienia z pasjonującym odkryciem, które rozbudza naszą wyobraźnię w kontekście urządzeń z przyszłości. A jak wskazują jego autorzy: to nie jedyne możliwe zastosowania.
Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu
