luckyea77 (luckyea77) wrote,
luckyea77
luckyea77

Categories:

Создан самый маленький в мире ультразвуковой детектор



Исследователи из Helmholtz Zentrum München и Технического университета Мюнхена (TUM) разработали самый маленький в мире ультразвуковой детектор. Он основан на миниатюрных фотонных схемах на кремниевом чипе. О новинке сообщает журнал Nature.

Размер ультразвукового детектора в 100 раз меньше, чем средний человеческий волос, однако он может визуализировать детали, которые раньше были недоступны для наблюдения. Новая визуализация сверхвысокого разрешения поможет в научных исследованиях

С момента развития медицинской ультразвуковой визуализации в 1950-х годах основная технология обнаружения ультразвуковых волн была в первую очередь сосредоточена на использовании пьезоэлектрических детекторов, которые преобразуют давление ультразвуковых волн в электрическое напряжение. Разрешение изображения, достигаемое с помощью ультразвука, зависит от размера используемого пьезоэлектрического детектора. Уменьшение этого размера приводит к более высокому разрешению. Однако дальнейшее уменьшение размеров пьезоэлектрических детекторов резко снижает их чувствительность, делая их непригодными для практического применения.

Технология кремниевой фотоники широко используется для миниатюризации оптических компонентов и их плотной упаковки на небольшой поверхности кремниевого чипа. Хотя кремний не проявляет пьезоэлектричества, его способность ограничивать свет в размерах, меньших длины оптической волны, уже широко использовалась для разработки миниатюрных фотонных схем.

Исследователи из Helmholtz Zentrum Munchen и TUM воспользовались преимуществами этих миниатюрных фотонных схем и создали самый маленький в мире ультразвуковой детектор: кремниевый волноводно-эталонный детектор, или SWED. Вместо регистрации напряжения с пьезоэлектрических кристаллов SWED отслеживает изменения интенсивности света, распространяющегося через миниатюрные фотонные схемы.

«Это первый случай, когда детектор меньше размера клетки крови используется для обнаружения ультразвука с использованием технологии кремниевой фотоники, — объясняет Рами Шнайдерман, разработчик SWED. — Если бы пьезоэлектрический детектор был уменьшен до масштаба SWED, он был бы в 100 миллионов раз менее чувствительным».

«Степень, в которой мы смогли миниатюризировать новый детектор, сохранив при этом высокую чувствительность благодаря использованию кремниевой фотоники, просто захватывала дух», — подчеркивает профессор Василис Нциахристос, руководитель исследовательской группы. Размер SWED составляет около половины микрона (= 0,0005 миллиметров). Этот размер соответствует площади, которая по крайней мере в 10 000 раз меньше, чем у самых маленьких пьезоэлектрических детекторов, используемых в приложениях клинической визуализации. SWED также до 200 раз меньше, чем используемая длина волны ультразвука, что означает, что его можно использовать для визуализации деталей размером менее одного микрометра, это приводит к так называемой визуализации сверхвысокого разрешения.

Tags: технологии
Subscribe

Posts from This Journal “технологии” Tag

promo luckyea77 june 19, 23:05 11
Buy for 10 tokens
Часть 1 Часть 2 Часть 3 Часть 4 Часть 5 Март 2018 года Индустриализация стала основным инструментом достижения экономического богатства стран, начиная с появления прядильных машин в конце XVIII века; при смене технологических укладов менялись местами мировые промышленные лидеры. Какой…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 3 comments