کوچکترین ردیاب اولتراسونیک جهان تولید شد
طاهره مصطفویدر۱۴۰۳/۲/۱۸محققان مرکز هلمولتز مونیخ و دانشگاه فنی مونیخ (TUM) کوچکترین ردیاب اولتراسونیک جهان را تولید کردند. این مدار بر اساس مدارهای فوتونیکی مینیاتوری روی تراشه سیلیکون ساخته شده است. این خبر توسط مجله Nature گزارش شده است .آشکارساز اولتراسونیک 100 برابر نازک تر از موی متوسط انسان است ، اما می تواند جزئیاتی را که قبلاً برای مشاهده غیرقابل دسترسی بودند ، تجسم کند. تصویربرداری فوق العاده با وضوح بالا به تحقیقات علمی کمک می کند.
از زمان توسعه تصویربرداری سونوگرافی پزشکی در دهه 1950 ، فناوری اصلی برای شناسایی امواج مافوق صوت در درجه اول بر استفاده از آشکارسازهای پیزوالکتریک متمرکز شده است که فشار امواج فراصوت را به ولتاژ الکتریکی تبدیل می کند. وضوح تصویر بدست آمده با سونوگرافی به اندازه آشکارساز پیزوالکتریک استفاده شده بستگی دارد. کاهش این اندازه منجر به وضوح بالاتر می شود. با این حال ، کاهش بیشتر اندازه آشکارسازهای پیزوالکتریک به شدت حساسیت آنها را کاهش می دهد ، و آنها را برای استفاده عملی نامناسب می کند.
فناوری فوتونیک سیلیکون به طور گسترده ای برای کوچک سازی اجزای نوری و بسته بندی محکم آنها روی سطح کوچکی از تراشه سیلیکون استفاده می شود. اگرچه سیلیکون پیزوالکتریک را نشان نمی دهد ، توانایی آن در محدود کردن نور در کمتر از طول موج نوری قبلاً به طور گسترده برای توسعه مدارهای فوتونیکی مینیاتور استفاده شده است.
محققان Helmholtz Zentrum Munchen و TUM با بهره گیری از این مدارهای فوتونیکی کوچک ، کوچکترین ردیاب اولتراسونیک جهان را ایجاد کردند: ردیاب مرجع موجدار سیلیکون یا SWED. SWED به جای تشخیص ولتاژ از بلورهای پیزوالکتریک ، تغییرات شدت انتشار نور را از طریق مدارهای فوتونی مینیاتور کنترل می کند.
رامی اشنایدرمن ، توسعه دهنده SWED ، توضیح می دهد: "این اولین بار است که از ردیاب سلول های خونی کوچکتر برای تشخیص سونوگرافی با استفاده از فناوری فوتونیک سیلیکون استفاده می شود." "اگر ردیاب پیزوالکتریک به مقیاس SWED کوچک شود ، 100 میلیون برابر حساسیت کمتری خواهد داشت."
پروفسور Vasilis Ntsiahristos ، سرپرست تیم تحقیقاتی می گوید: "درجه ای که ما قادر به کوچک کردن ردیاب جدید بودیم در حالی که از طریق استفاده از فوتونیک سیلیکون از حساسیت بالایی برخوردار بودیم ، بسیار ساده بود." SWED حدود نیم میکرون است (= 0005/0 میلی متر). این اندازه مربوط به ناحیه ای است که حداقل 10 هزار برابر از کوچکترین ردیاب های پیزوالکتریک استفاده شده در کاربردهای تصویربرداری بالینی باشد. SWED همچنین تا 200 برابر کوچکتر از طول موج اولتراسوند استفاده شده است ، به این معنی که می توان از آن برای ارائه قطعات در اندازه کمتر از یک میکرومتر استفاده کرد و در نتیجه تصویربرداری به اصطلاح با وضوح فوق العاده انجام می شود.
پروفسور Vasilis Ntsiahristos گفت: " آشکارساز در ابتدا برای بهبود عملکرد تصویربرداری اپتواکستیک طراحی شده است ، که تمرکز اصلی تحقیقات ما در Helmholtz Zentrum München و TUM است. با این حال ، ما اکنون کاربرد آن را در زمینه وسیع تر سنجش و تجسم پیش بینی می کنیم. "نتیجه گیری Ntsiahristos.