Mikroskop holografik terkecil memerlukan LED silikon terkecil yang pernah ada

Bentuk mikroskop ini tidak mempunyai optik konvensional (lihat gambar rajah), tetapi menggunakan matematik untuk membina semula imej objek daripada corak gangguan. Dalam kes ini, SMART mencipta seni bina rangkaian saraf dalam untuk melakukan pembinaan semula - benih tumbuhan dan sampel tisu dalam kes ini

LED suhu bilik telah direka pada wafer 300mm menggunakan proses CMOS pukal 55nm komersial yang tidak diubah suai bersama-sama dengan komponen elektronik dan fotonik lain, dan memancarkan 1.1μm infra-merah pada lebih >50mW/cm² dari kawasan di bawah 0.14μm² (~400nm diameter).

Dalam mikroskop, ia menghadap penderia imej CMOS 10 x 12mm 9.5Mpixel. Manik berdiameter 20μm boleh digambarkan.

Pempasifan permukaan terbukti penting untuk LED, kerana penggabungan semula bukan sinaran akibat kecacatan permukaan menjadi lebih masalah apabila dimensi mengecut. Pembawa dikurung oleh lapisan oksida pintu dan medan elektrik kenalan atas suntikan pembawa, yang diperbuat daripada polisilikon lutsinar dan bukannya logam legap untuk meningkatkan pelepasan.

Mengenai pembinaan semula imej, SMART berkata: "Kaedah pembinaan semula tradisional memerlukan pengetahuan terperinci tentang persediaan eksperimen untuk pembinaan semula yang tepat dan sensitif kepada pembolehubah yang sukar dikawal seperti penyimpangan optik, kehadiran bunyi dan masalah 'imej berkembar'."

Rangkaian saraf pasukan mengambil kira pembolehubah sistem, dan boleh digunakan tanpa pengetahuan awal tentang spektrum atau profil pancaran sumber cahaya. Ia tidak memerlukan data latihan, dan sebaliknya mempunyai model fizik yang dibenamkan dalam algoritmanya.

"Sebagai tambahan kepada pembinaan semula imej holografik, rangkaian neutral menawarkan pemulihan spektrum sumber buta daripada satu corak intensiti difraksi tunggal, yang menandakan penyimpangan daripada semua teknik pembelajaran yang diselia sebelumnya," menurut SMART, yang melihat mikroskop rangkaian saraf LED yang serupa digunakan untuk pengesanan sel hidup atau pengimejan spektroskopi tisu biologi seperti tumbuhan hidup.

Mengenai LED ia berkata: "Aplikasi lanjut termasuk menyusun LED ini dalam CMOS untuk menjana pencahayaan koheren boleh atur cara untuk sistem yang lebih kompleks."

Butiran penuh LED telah diterbitkan dalam kertas Nature Communications yang tersedia secara percuma 'A sub-wavelength Si LED bersepadu dalam platform CMOS' dan butiran rangkaian neural novel yang tidak terlatih boleh didapati dalam 'Pemulihan spektrum serentak dan LED mikro CMOS. holografi dengan rangkaian neural dalam yang tidak terlatih', diterbitkan dalam Optica, dan juga tersedia tanpa bayaran.

Imej: Perikatan Singapura-MIT untuk Penyelidikan dan Teknologi (SMART)

Lihat lagi: modul IGBT | Memaparkan LCD | Komponen Elektronik