کوچک‌ترین LED جهان می‌تواند دوربین گوشی شما را به میکروسکوپ تبدیل کند

دانشمندان کوچک‌ترین LED سیلیکونی و میکروسکوپ هولوگرافیک جهان را ساخته‌اند که می‌تواند در آینده طیف گسترده‌ای از کاربردهای بالقوه ازجمله تبدیل دوربین گوشی های موبایل به یک میکروسکوپ قابل حمل و با وضوح بالا را در دسترس سازندگان قرار دهد.

محققان اتحادیه تحقیقات و فناوری MIT سنگاپور (SMART) کوچک‌ترین دیود ساطع‌کننده نور (LED) سیلیکونی جهان را با اندازه کمتر از یک میکرومتر و قدرتی قابل مقایسه با LEDهای سیلیکونی بسیار بزرگ‌تر ساخته‌اند.

لنز تبدیل‌کننده دوربین گوشی به میکروسکوپ

آن‌ها برای آزمایش نحوه استفاده از LED خود در شرایط واقعی، آن را در یک میکروسکوپ هولوگرافیک بدون عدسی قرار دادند. میکروسکوپ‌های بدون لنز کوچک‌تر از میکروسکوپ‌های معمولی و ارزان‌تر هستند؛ زیرا به سیستم‌های لنز پیچیده و دقیق نیاز ندارند. آن‌ها در ادامه از یک منبع نور برای روشن‌کردن نمونه استفاده کردند که سپس نور روی یک سنسور تصویر دیجیتال CMOS پراکنده می‌شود. پس از آن، یک هولوگرام دیجیتالی ایجاد می‌شود که کامپیوتر برای تولید تصویر می‌تواند آن را پردازش کند.

محققان متوجه شدند که لنز هولوگرافیک آن‌ها تصاویر دقیق‌تر و با وضوح‌تری نسبت به میکروسکوپ نوری معمولی ارائه می‌کند. طبق تخمین آن‌ها، وضوح این لنز تقریباً 20 میکرومتر است. برای اینکه بیشتر با ماهیت این میزان آشنا شوید، یک سلول پوست انسان 20 تا 40 میکرومتر عرض دارد و این میزان برای یک گلبول سفید حدود 30 میکرون است.

بااین‌وجود، میکروسکوپ هولوگرافیک بدون عدسی در بازسازی تصویر ممکن است مشکلاتی داشته باشد؛ زیرا معمولاً برای ایجاد یک بازسازی دقیق به دانش دقیقی از دیافراگم و طو‌ موج نور منبع و فاصله نمونه تا سنسور نیاز است. برای مقابله با این مشکل، محققان از یک الگوریتم شبکه عصبی برای بازسازی اشیای مشاهده‌شده توسط میکروسکوپ هولوگرافیک استفاده کردند.

درنهایت محققان اشاره کرده‌اند که می‌توان از نسل بعدی میکرو LED و شبکه عصبی ادغام‌شده با CMOS آن‌ها در دوربین گوشی‌های هوشمند استفاده کرد تا کاربران بتوانند از آن‌ها به‌عنوان یک میکروسکوپ با وضوح بالا استفاده کنند.