Най-малкият LED светодиод в света ще превърне камерата на телефона ви в микроскоп

Екип от изследователи от Сингапурския алианс за научни изследвания и технологии (SMART) е разработил силициев LED светодиод, който може да помогне за превръщането на камерата на мобилния ви телефон в микроскоп с висока разделителна способност.

С интензитет на светлината, сравним с много по-големи силициеви светодиоди, този светодиод е използван в това, което изследователите наричат най-малкия холографски микроскоп в света, който има множество потенциални приложения.

Екипът е разработил и алгоритъм за невронни мрежи за реконструкция на обектите, разглеждани от холографския микроскоп. Невронните мрежи са вид машинно обучение и тяхната разработка е вдъхновена от начина по който невроните в мозъка ни подават сигнали един на друг. Това премахва нуждата от тежки традиционни микроскопи, позволявайки на техния чип „всичко в едно“ да разглежда микроскопични обекти като микроорганизми и тъканни клетки.

Успешно решаване на предизвикателство

Нововъведението проправя пътя за напредък във фотониката – област от технологиите, която се занимава с изучаването и технологичното използване на светлината. В прессъобщението на екипа се казва, че изграждането на мощен излъчвател на чип, който е по-малък от микрометър отдавна е предизвикателство в областта в което изследователският екип е направил пробив.

Преди това учените се затрудняваха да поставят такива излъчватели в стандартните платформи за комплементарни метални оксиди и полупроводници (CMOS), което е полупроводниковата технология, използвана в повечето чипове днес. В мобилните телефони CMOS се използва като „око“ на камерата.

Изследователите смятат, че тази комбинация от CMOS и новоразработената от тях невронна мрежа може да се приложи и в други области, като например проследяване на живи клетки или спектроскопично изобразяване на биологични тъкани.

„Освен огромния си потенциал в холографията, нашият нов светодиод има широк спектър от други възможни приложения. Тъй като дължината на вълната му е в рамките на минималния абсорбционен прозорец на биологичните тъкани, заедно с високия му интензитет и наноразмерната му зона на излъчване, нашият светодиод може да бъде идеален за приложения за биологично изобразяване и разпознаване, включително микроскопия в близко поле и имплантируеми CMOS устройства. Също така е възможно този светодиод да се интегрира с фотоприемници в чипа и тогава той би могъл да намери по-нататъшни приложения в комуникацията в чипа, NIR сензори за близост.“

казва Раджеев Рам, съавтор на статията

Алианса SMART е създаден през 2007 година в сътрудничество с Масачузетския технологичен институт в Кеймбридж и е най-голямото му международно изследователско начинание.

Проучването е публикувано наскоро в списание Optica.