به نقل از «عصر ایران»

کوچک‌ترین ال‌ئی‌دی جهان و تبدیل دوربین تلفن همراه به یک میکروسکوپ واقعی! (+عکس)

تاریخ انتشار: ۱۸ اردیبهشت ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۷۷۰۳۸۹۴

عصر ایران - پژوهشگران کوچک‌ترین ال‌ئی‌دی سیلیکونی و میکروسکوپ هولوگرافیک جهان را ساخته اند که طیف گسترده ای از کاربردهای بالقوه را ارائه می کند. از آن جمله می توان تبدیل گوشی هوشمند به یک میکروسکوپ قابل حمل با وضوح بالا را نام برد.

فوتونیک حوزه ای از فناوری است که به نحوه انتقال و خواص فوتون ها می پردازد.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

پیشرفت های صورت گرفته در این حوزه به ارائه نوآوری در طیف گسترده ای از زمینه ها از جمله ارتباطات داده های نوری، تصویربرداری، علوم زیستی و مراقبت های بهداشتی، و روشنایی و نمایشگرها منتج شده است.

در شرایطی که تراشه های فوتونیک – ریزتراشه های حاوی دو یا چند جزء فوتونیک که یک مدار عملکردی را تشکیل می دهند – راهی طولانی را در زمینه روشنایی پیموده اند، اما یکپارچه‌سازی یک ساطع کننده نور کوچک و درخشان روی تراشه همچنان دشوار باقی مانده است. به طور معمول، تولیدکنندگان به استفاده از منبع نور خارج از تراشه متوسل می شوند که بازده انرژی پایینی دارد و مقایس‌پذیری تراشه های فوتونی را محدود می کند.

اما به لطف فعالیت پژوهشگران اتحاد سنگاپور-ام‌آی‌تی برای پژوهش و فناوری (Singapore-MIT Alliance for Research and Technology) یا به اختصار اسمارت (SMART) که کوچک‌ترین دیود ساطع کننده نور (ال‌ئی‌دی) سیلیکونی جهان را ساخته اند، ساطع کننده های خارج از تراشه ممکن است به یک فناوری مربوط به گذشته تبدیل شوند. با پهنای کمتر از یک میکرومتر، قدرت این ال‌ئی‌دی با نمونه های بزرگ‌تر قابل مقایسه است.

تبدیل دوربین تلفن همراه به یک میکروسکوپ

تا پیش از این، ادغام ساطع کننده های روی تراشه در پلتفرم های استاندارد نیمه هادی فلز اکسید مکمل (Complementary metal-oxide-semiconductor) یا سی‌ماس (CMOS) دشوار بوده است. سی‌ماس یک مدار مجمتع است که روی یک برد مدار چاپی ساخته می شود و در بیشتر تراشه های امروزی بکار گرفته می شود. به عنوان نمونه، سی‌ماس در تلفن های همراه به عنوان چشم دوربین استفاده می شود.

در این پروژه، پژوهشگران ال‌ئی‌دی سیلیکونی کوچک خود را در یک گره سی‌ماس 55 نانومتری در کنار دیگر اجزای فوتونی و الکترونیکی – همگی روی یک تراشه – قرار دادند.

برای آزمایش چگونگی استفاده از این ال‌ئی‌دی در یک موقعیت واقعی، پژوهشگران آن را در یک میکروسکوپ هولوگرافیک بدون عدسی قرار دادند. میکروسکوپ های بدون عدسی، کوچک‌تر و ارزان‌تر از میکروسکوپ های عادی هستند زیرا به سامانه های عدسی پیچیده و دقیق نیاز ندارند.

پژوهشگران از یک منبع نور برای روشن کردن نمونه استفاده می کنند. سپس نور روی یک حسگر تصویر دیجیتال سی‌ماس پراکنده شده و یک هولوگرام دیجیتالی ایجاد می کند که توسط کامپیوتر برای تولید تصویر پردازش می شود.

میکروسکوپ هولوگرافیک بدون عدسی ممکن است در بازسازی تصویر دشواری هایی داشته باشد. به طور معمول، یک بازسازی دقیق نیازمند دانش دقیق از دریچه دیافراگم و طول موج منبع نور و فاصله نمونه تا حسگر است. برای مقابله با این دشواری، پژوهشگران از یک الگوریتم شبکه عصبی برای بازسازی اشیاء مشاهده شده توسط میکروسکوپ هولوگرافیک استفاده کردند. شبکه های عصبی سامانه های کامپیوتری هستند که شبکه های مغز انسان را تقلید می کنند و بر داده های آموزشی برای یادگیری و بهبود دقت خود در طول زمان متکی هستند.

پژوهشگران دریافتند که عدسی هولوگرافیک آنها نسبت به یک میکروسکوپ اپتیکال معمولی، تصاویر دقیق‌تری با وضوح بالا ارائه می کند. آنها وضوح عدسی هولوگرافیک خود را تقریبا 20 میکرومتر (میکرون) محاسبه کردند. برای درک بهتر، یک سلول پوست انسان 20 تا 40 میکرون و یک یک گلبول سفید خون حدود 30 میکرون پهنا دارد.

پژوهشگران کاربردهای زیادی برای نسل بعدی میکرو-ال‌ئی‌دی و شبکه عصبی یکپارچه با سی‌ماس خود می بینند که از آن جمله می توان به بازسازی موارد میکروسکوپی مانند نمونه های بافت انسانی و دانه های گیاهی اشاره کرد. به گفته پژوهشگران، می توان این فناوری را در دوربین های گوشی های هوشمند موجود به سادگی و با اصلاح تراشه سیلیکونی و نرم افزار دستگاه استفاده کرد تا گوشی هوشمند به یک میکروسکوپ با وضوح بالا تبدیل شود.

به گفته راجیو رام، نویسنده ارشد این مطالعه، از دیگر کاربردهای این فناوری ال‌ئی‌دی جدید می توان به تصویربرداری زیستی و سنجش زیستی، از جمله میکروسکوپ میدان نزدیک و دستگاه های قابل کاشت سی‌ماس اشاره کرد.

این مطالعه در نشریه Nature Communications منتشر شده است.

منبع: عصر ایران

کلیدواژه: ال ئی دی میکروسکوپ یک میکروسکوپ ال ئی دی

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.asriran.com دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «عصر ایران» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۷۷۰۳۸۹۴ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

هشدار؛ مراقب این نرم افزار‌های جعلی باشید

سرهنگ فدائیان ۱۶ اردیبهشت ماه با اعلام این خبر اظهار کرد: با توجه به پیشرفت فناوری، امروزه بسیاری از خدمات بانکی به صورت غیرحضوری قابل انجام بوده و این خدمات از روش‌های گوناگونی مانند اینترنت بانک، همراه بانک و... قابل دریافت است.

به گزارش ایسنا، وی افزود: مجرمان سایبری با طراحی همراه بانک‌های جعلی بدافزار و قرار دادن نرم‌افزار‌ها در منابع نامعتبر مبادرت به دسترسی غیرمجاز به گوشی تلفن همراه و کارت بانکی کرده و اقدام به سرقت و برداشت غیرمجاز از حساب شهروندان می‌کنند.

سرهنگ فدائیان خاطرنشان کرد: شهروندان باید توجه داشته باشند که برای جلوگیری از این اقدام، حتما تلفن همراه خود را به آنتی ویروس معتبر تجهیز کرده و به طور مستمر آن را به روز رسانی نمایند. همچنین باید توجه داشته باشند که اطلاعات مهم مانند رمز اول کارت‌ها، کلمه عبور سامانه‌های بانکی، cvv ۲ و تاریخ انقضای کارت را بر روی گوشی تلفن همراه دخیره نکنند.

سرهنگ فدائیان به شهروندان توصیه کرد: برای نصب اپلیکیشن‌های بانکی حتما از سکو‌های عرضه نرم افزار موبایلی داخلی و یا سایت‌های رسمی بانک‌ها اقدام و از دریافت و نصب اپلیکیشن‌های آلوده که اکثرا لینک آن‌ها توسط مجرمان سایبری از طریق ارسال پیام و یا پیامک‌ها به وسیله پیام رسان‌ها و شبکه‌های اجتماعی برای شما ارسال می‌شود، اکیدا خودداری کنید.

رئیس پلیس فتا استان سمنان از شهروندان خواست: در صورت مواجه شدن با موارد مشکوک و مجرمانه مراتب را از طریق سامانه فوریت‌های سایبری به شماره ۰۹۶۳۸۰ و یا سایت پلیس فتا گزارش کنند.