En küçük holografik mikroskop şimdiye kadarki en küçük silikon LED'e ihtiyaç duyar

Bu mikroskop türü geleneksel optiklere sahip değildir (diyagramlara bakın), ancak nesnenin görüntüsünü girişim desenlerinden yeniden oluşturmak için matematik kullanır. Bu durumda SMART, bitki tohumlarının ve doku örneklerinin yeniden inşasını gerçekleştirmek için derin bir sinir ağı mimarisi oluşturdu.

Oda sıcaklığındaki LED, elektronik ve diğer fotonik bileşenlerle birlikte değiştirilmemiş bir ticari 300 nm toplu CMOS işlemi kullanılarak 55 mm'lik bir plaka üzerinde üretildi ve > 1.1 mW/cm'nin üzerinde 50 μm kızılötesi yayar.² 0.14μm'nin altındaki bir alandan² (~400 nm çapında).

Mikroskopta 10 x 12mm 9.5Mpiksel CMOS görüntü sensörüyle karşı karşıyadır. 20μm çaplı boncuklar görüntülenebilir.

Boyutlar küçüldükçe yüzey kusurlarından kaynaklanan ışınımsız rekombinasyon daha fazla sorun haline geldiğinden, yüzey pasifleştirmenin LED için önemli olduğu kanıtlandı. Taşıyıcılar, bir geçit oksit tabakası ve emisyonu iyileştirmek için opak metal yerine şeffaf polisilikondan yapılmış olan taşıyıcıyı enjekte eden üst kontağın elektrik alanı ile sınırlandırılmıştır.

Görüntünün yeniden yapılandırılması konusunda SMART şunları söyledi: "Geleneksel yeniden yapılandırma yöntemleri, doğru yeniden yapılandırma için deneysel kurulum hakkında ayrıntılı bilgi gerektirir ve optik sapmalar, gürültünün varlığı ve 'ikiz görüntü' sorunu gibi kontrol edilmesi zor değişkenlere karşı duyarlıdır."

Ekibin sinir ağı, sistem değişkenlerini hesaba katıyor ve ışık kaynağının spektrumu veya ışın profili hakkında önceden bilgi olmadan kullanılabiliyor. Eğitim verisine ihtiyaç duymaz ve bunun yerine algoritmasına gömülü bir fizik modeli vardır.

Benzer LED sinir ağı mikroskoplarının kullanıldığını gören SMART'a göre, "Holografik görüntü yeniden yapılandırmasına ek olarak, nötr ağ, tek bir kırınım yoğunluk modelinden kör kaynak spektrumu kurtarma olanağı sunuyor; bu da önceki tüm denetimli öğrenme tekniklerinden bir sapmayı işaret ediyor." canlı hücre takibi veya canlı bitkiler gibi biyolojik dokuların spektroskopik görüntülenmesi.

LED'ler hakkında şunları söyledi: "Diğer uygulamalar arasında, daha karmaşık sistemler için programlanabilir tutarlı aydınlatma oluşturmak amacıyla bu LED'lerin CMOS'ta düzenlenmesi yer alıyor."

LED'in tüm ayrıntıları, ücretsiz olarak erişilebilen Nature Communications makalesinde 'CMOS platformuna entegre edilmiş dalga boyu altı Si LED'de yayınlandı ve yeni eğitimsiz sinir ağının ayrıntıları 'Eşzamanlı spektral kurtarma ve CMOS mikro LED'de bulunabilir. eğitimsiz derin sinir ağına sahip holografi', Optica'da yayınlandı ve ücretsiz olarak da sunuluyor.

Görseller: Singapur-MIT Araştırma ve Geliştirme İttifakı Teknoloji (AKILLI)

Daha fazla göster : IGBT modülleri | LCD ekranlar | Elektronik Bileşenler