Dünyanın En Küçük Ultrasonik Dedektörü Geliştirildi
Helmholtz Zentrum München ve Münih Teknik Üniversitesi’ndeki (TUM) araştırmacılar dünyanın en küçük ultrasonik dedektörünü geliştirdiler.
Ultrasonik dedektör, ortalama bir insan saçından 100 kat daha küçüktür, ancak daha önce gözlemlenemeyen ayrıntıları görselleştirebilir. Yeni ultra yüksek çözünürlüklü görüntüleme bilimsel araştırmalara yardımcı oluyor.
1950’lerde tıbbi ultrason görüntülemenin geliştirilmesinden bu yana, ultrasonik dalgaları tespit etmeye yönelik çekirdek teknoloji, öncelikle ultrasonik dalgaların basıncını elektrik voltajına dönüştüren piezoelektrik dedektörlerin kullanımına odaklanmıştır.
Ultrason ile elde edilen görüntü çözünürlüğü, kullanılan piezoelektrik dedektörün boyutuna bağlıdır. Bu boyutu küçültmek daha yüksek bir çözünürlükle sonuçlanır. Bununla birlikte, piezoelektrik dedektörlerin boyutunda daha fazla azalma, hassasiyetlerini keskin bir şekilde azaltarak, pratik kullanım için uygunsuz hale getirir.
Silikon fotonik teknolojisi, optik bileşenleri küçültmek ve bir silikon çipin küçük bir yüzeyinde sıkıca paketlemek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Silikon, piezoelektriklik sergilemese de, ışığı optik dalga boyundan daha azıyla sınırlama yeteneği, minyatür fotonik devreler geliştirmek için yaygın olarak kullanılmaktadır.
Silikon çip üzerindeki minyatür fotonik devrelere dayanmaktadır. Yenilik, Nature dergisi tarafından bildirildi.
Ultrasonik Dedektör Geliştirildi
Helmholtz Zentrum Munchen ve TUM’daki araştırmacılar, dünyanın en küçük ultrasonik dedektörünü oluşturmak için bu minyatür fotonik devrelerden yararlandı: Silikon Dalga Kılavuzu Referans Dedektörü veya SWED. SWED, piezoelektrik kristallerden voltajı tespit etmek yerine, minyatür fotonik devreler boyunca yayılan ışık yoğunluğundaki değişiklikleri izler.
SWED geliştiricisi Rami Schneiderman, “Bu, silikon fotonik teknolojisi kullanarak ultrasonu tespit etmek için ilk kez daha küçük bir kan hücresi detektörü kullanıldı,” diye açıklıyor. “Piezoelektrik detektörün boyutu SWED ölçeğine küçültülmüş olsaydı, 100 milyon kat daha az duyarlı olurdu.”
Araştırma ekibi lideri Profesör Vasilis Ntsiahristos, “Silikon fotonik kullanarak yüksek hassasiyeti korurken yeni dedektörü küçültebilme derecemiz nefes kesiciydi” diyor. SWED yaklaşık yarım mikrondur (= 0.0005 milimetre). Bu boyut, klinik görüntüleme uygulamalarında kullanılan en küçük piezoelektrik dedektörlerden en az 10.000 kat daha küçük bir alana karşılık gelir. SWED ayrıca kullanılan ultrason dalgaboyundan 200 kat daha küçüktür, bu da bir mikrometre kadar küçük parçaları işlemek için kullanılabileceği anlamına gelir ve bu da ultra yüksek çözünürlüklü görüntüleme olarak adlandırılır.
