Mikroskop holografik terkecil membutuhkan LED silikon terkecil yang pernah ada

Bentuk mikroskop ini tidak memiliki optik konvensional (lihat diagram), tetapi menggunakan matematika untuk merekonstruksi gambar objek dari pola interferensi. Dalam hal ini, SMART membuat arsitektur jaringan saraf yang dalam untuk melakukan rekonstruksi – benih tanaman dan sampel jaringan dalam kasus ini

LED suhu kamar dibuat pada wafer 300mm menggunakan proses CMOS massal 55nm komersial yang tidak dimodifikasi bersama dengan elektronik dan komponen fotonik lainnya, dan memancarkan infra merah 1.1μm pada lebih dari> 50mW/cm² dari area di bawah 0.14μm² (~ diameter 400nm).

Di mikroskop, ia menghadapi sensor gambar CMOS 10Mpixel 12 x 9.5mm. Manik-manik berdiameter 20μm dapat dicitrakan.

Permukaan-pasivasi terbukti penting untuk LED, karena rekombinasi non-radiasi karena cacat permukaan menjadi lebih menjadi masalah karena dimensi menyusut. Pembawa dibatasi oleh lapisan oksida gerbang dan medan listrik dari kontak atas yang menyuntikkan pembawa, yang terbuat dari polisilikon transparan, bukan logam buram untuk meningkatkan emisi.

Tentang rekonstruksi gambar, SMART mengatakan: “Metode rekonstruksi tradisional memerlukan pengetahuan mendetail tentang pengaturan eksperimental untuk rekonstruksi yang akurat dan peka terhadap variabel yang sulit dikontrol seperti penyimpangan optik, adanya noise, dan masalah 'gambar kembar'.”

Jaringan saraf tim memperhitungkan variabel sistem, dan dapat digunakan tanpa pengetahuan sebelumnya tentang spektrum atau profil pancaran sumber cahaya. Tidak memerlukan data pelatihan, dan sebagai gantinya memiliki model fisika yang disematkan di dalam algoritmenya.

“Selain rekonstruksi gambar holografik, jaringan netral menawarkan pemulihan spektrum sumber buta dari pola intensitas difraksi tunggal, yang menandai keberangkatan dari semua teknik pembelajaran yang diawasi sebelumnya,” menurut SMART, yang melihat mikroskop jaringan saraf LED serupa digunakan untuk pelacakan sel hidup atau pencitraan spektroskopi jaringan biologis seperti tanaman hidup.

Dari LED dikatakan: "Aplikasi lebih lanjut termasuk menyusun LED ini dalam CMOS untuk menghasilkan penerangan koheren yang dapat diprogram untuk sistem yang lebih kompleks."

Rincian lengkap LED telah diterbitkan dalam makalah Nature Communications yang tersedia secara bebas 'A sub-panjang gelombang Si LED terintegrasi dalam platform CMOS' dan rincian jaringan saraf baru yang tidak terlatih dapat ditemukan di 'Pemulihan spektral simultan dan mikro-LED CMOS holografi dengan jaringan saraf dalam yang tidak terlatih', diterbitkan dalam Optica, dan juga tersedia tanpa pembayaran.

Gambar: Aliansi Penelitian Singapura-MIT dan Teknologi (PINTAR)

Lihat lebih banyak: modul IGBT | Layar LCD | Komponen Elektronik