Miniaturowy wykrywacz ultradźwięków z wysoką rozdzielczością

Opublikowano: 27.10.2020 | Kategorie: Nauka i technika, Wiadomości ze świata

Liczba wyświetleń: 1302

Vasilis Ntziachristos i jego koledzy z Uniwersytetu Technicznego w Monachium oraz Helmholtz Zentrum München są autorami najmniejszego na świecie wykrywacza ultradźwięków. To niezwykle czułe urządzenie pozwala na obrazowanie struktur mniejszych niż komórka. Jest przy tym tanie w produkcji i można je wykonać w dobrze opanowanej technologii silicon-on-insulator (SOI). Jego twórcy zapewniają, że po dalszej optymalizacji urządzenie można będzie masowo produkować i używać w bardzo wielu dziedzinach.

Tradycyjne czujniki ultradźwiękowe wykorzystują przetworniki piezoelektryczne zarówno do emitowania dźwięku o wysokiej częstotliwości, jak i jego rejestrowania po odbiciu od obrazowanego przedmiotu. Rozdzielczość takich czujników można zwiększyć poprzez zmniejszenie ich rozmiarów. Jednak wiąże się to z drastycznym spadkiem ich czułości.

Ostatnio opracowano techniki radzenia sobie z problemem rozdzielczości w systemach obrazowania ultradźwiękowego. Jeden z takich sposobów to wykrawanie zmian w drganiach powodowanych ultradźwiękami we wnęce optycznej. Dotychczas jednak nie udawało się zejść poniżej rozdzielczości 50 mikrometrów, która stanowiła nieprzekraczalną barierę.

Ntziachristos i jego zespół stworzyli „silicon waveguide-etalon detector” (SWED). Falowód jest tutaj zamknięty w okresowej siatce Bragga. Każdy z fragmentów siatki dzieli pewna przestrzeń, ale jeden z nich został zastąpiony wnęką. Na końcu falowodu umieszczono odbijającą warstwę srebra.

Gdy naukowcy wprowadzili do SWED ciągły promień lasera, zauważyli, że ultradźwięki wprowadzają do odbitego światła pewne specyficzne zmiany w jego intensywności. Powierzchnia na której SWED wykrywa fale ma wymiary 220×500 nanometrów, jest więc 10-kotnie mniejsze od średnicy krwinki i 10 000 razy mniejsza niż powierzchnia wcześniejszych czujników. To zaś pozwala na obrazowanie struktur 50-krotnie mniejszych niż długość fali wykorzystanej do uzyskania obrazu. Jednocześnie SWED jest 1000 razy bardziej czuły niż obecnie stosowane czujniki optyczne i około 100 000 000 razy bardziej czuły niż wykrywacze piezoelektryczne o tych samych rozmiarach.

Możliwości SWED oznaczają, że czujnik można umieścić na układzie wielkości pół mikrometra. To zaś pozwala na wykorzystanie go w licznych zastosowaniach medycznych czy przemysłowych.

Więcej o SWED można przeczytać na łamach „Nature”.

Autorstwo: Mariusz Błoński
Zdjęcie: Helmholtz Zentrum Muenchen, Roman Shnaiderman
Na podstawie: PhysicsWorld.com
Źródło: KopalniaWiedzy.pl

1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars Liczba głosów: 3, średnia ocena: 5,00 (max 5)
Loading...

TAGI: , ,

Poznaj plan rządu!

OD ADMINISTRATORA PORTALU

Hej! Cieszę się, że odwiedziłeś naszą stronę! Naprawdę! Jeśli zależy Ci na dalszym rozpowszechnianiu niezależnych informacji, ujawnianiu tego co przemilczane, niewygodne lub ukrywane, możesz dołożyć swoją cegiełkę i wesprzeć "Wolne Media" finansowo. Darowizna jest też pewną formą „pozytywnej energii” – podziękowaniem za wiedzę, którą tutaj zdobywasz. Media obywatelskie, jak nasz portal, nie mają dochodów z prenumerat ani nie są sponsorowane przez bogate korporacje by realizowały ich ukryte cele. Musimy radzić sobie sami. Jak możesz pomóc? Dowiesz się TUTAJ. Z góry dziękuję za wsparcie i nieobojętność!

Poglądy wyrażane przez autorów i komentujących użytkowników są ich prywatnymi poglądami i nie muszą odzwierciedlać poglądów administracji "Wolnych Mediów". Jeżeli materiał narusza Twoje prawa autorskie, przeczytaj informacje dostępne tutaj, a następnie (jeśli wciąż tak uważasz) skontaktuj się z nami! Jeśli artykuł lub komentarz łamie prawo lub regulamin, powiadom nas o tym formularzem kontaktowym.

3
Dodaj komentarz

Chcesz skomentować? Zaloguj się!
  Subskrybuj  
najnowszy najstarszy
Powiadom o
polantek
Użytkownik
polantek

Wydać jak mało wiemy o budowie Wszechświata skoro fizyka nie daje jasnej odpowiedzi na to w jaki sposób zachodzi interakcja pomiędzy dźwiękiem jako fala mechaniczna a światłem . Istnieje pewna teoria polskiego badacza , która unifikuje wszystkie oddziaływania i takie wyjaśnienie na jej gruncie nie stanowi żadnego problemu. Musimy jednak trochę poczekać zanim tzw nauka nie skompromituje się do cna i alternatywne teorie zostaną docenione.

realista
Użytkownik

ale nie daje odpowiedzi na co w związku z interakcją między dźwiękiem a światłem?… .. .

kozik
Użytkownik
kozik

W artykule nie ma mowy o bezpośredniej interakcji między falą dźwiękową, a światłem.
Nie powinno się nic zakładać, ale… zakładam, że światło jest odbijane od płytki na końcu falowodu. Płytka drga pod wpływem ultradźwięków i to pewnie powoduje zmiany intensywności światła na jakimś przetworniku optyczno-elektrycznym.