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.

«Изначально детектор был разработан для улучшения характеристик оптоакустической визуализации, что является основным направлением наших исследований в Helmholtz Zentrum München и TUM. Однако теперь мы предвидим его применение в более широкой области зондирования и визуализации», — заключает Нтциахристос.

Новости по теме

Microsoft и SpaceX создадут облачную сеть на основе спутников.

Американская Microsoft Corp. объявила о ряде шагов в рамках масштабной глобальной инициативы Azure Space.

Microsoft побудує в Австрії дата-центр за €1 мільярд.

Американська корпорація Microsoft побудує в Австрії центр обробки даних вартістю в 1 млрд євро.

Tesla признала, что бамперы Model 3 не выдерживают дождь.

Компания Tesla официально признала, что крепление заднего бампера электрокара Model 3 не выдерживает такого испытания как дождь. Компания компенсирует владельцам затраты на ремонт.

5G на iPhone 12 будет работать с некоторыми ограничениями.

Представленные в середине октября смартфоны серии Apple iPhone 12 стали первыми в истории компании устройствами, которые получили поддержку сетей пятого поколения 5G.

Канадские учёные завязали свет узлом, чтобы шифровать информацию.

Исследователи из Оттавского университета (uOttawa) в сотрудничестве с израильскими учеными впервые в мире смогли создать в лаборатории оптические узлы (framed knots), которые могут быть применены в современных технологиях.

Владельцы Apple Watch SE пожаловались на перегрев "умных" часов.

15 сентября 2020 года Apple провела презентацию, на которой представила свои первые в истории недорогие “умные” часы — Apple Watch SE.

Британцы разрабатывают стекла с дополненной реальностью для автомобилей.

Основатели стартапа Envisics из Великобритании задались целью создать AR-дисплеи, которые можно было бы использовать для установки в авто вместо лобовых стекол.

Сломавшиеся спутники Starlink от SpaceX сулят огромные проблемы для космоса.

SpaceX запускает десятки спутников в космос, чтобы создать Starlink — группировку космических аппаратов, которые обеспечат высокоскоростной доступ к Сети в любой точке земного шара.

Назван способ отключить слежку на смартфоне

Эксперт Евгений Черток, который руководит ИТ-отделом разработок программного обеспечения "Рексофт", считает, что лишь удаление большинства приложений поможет минимизировать слежку.

1

Илон Маск хочет создать на Марсе город, который не будет зависеть от Земли.

Основатель компании SpaceX Илон Маск заявил о том, что думает над созданием на Марсе абсолютно самодостаточного города, выживание которого не будет зависеть от связей с Землей.

Продолжая просматривать Новости Украины (UAZMI), вы подтверждаете, что ознакомились с Правилами пользования сайтом, и соглашаетесь на использование файлов cookie