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让全息显微镜更加小巧 科学家研制微型发光二极管
2023年05月09日 10:35:19
来源：化工仪器网 作者：小王 点击量：6859
全息显微镜是一种运用了数字全息技术的显微镜，与传统显微镜相比，其更重视被测物体的波前信息。简单的说，这种显微镜不会直接记录物体图像，而是通过将波前信息利用计算机算法重构的方式，生成带有被测物体的相位和振幅(光强)信息的数字三维图像，因此比传统显微镜观测并记录到的样品信息更全、精度更高。
【化工仪器网 行业百态】全息显微镜是一种运用了数字全息技术的显微镜，与传统显微镜相比，其更重视被测物体的波前信息。简单的说，这种显微镜不会直接记录物体图像，而是通过将波前信息利用计算机算法重构的方式，生成带有被测物体的相位和振幅(光强)信息的数字三维图像，因此比传统显微镜观测并记录到的样品信息更全、精度更高。
全息显微镜的独特优势也让其在表面形貌分析、MEMS振动分析、活体细胞研究等领域展现出了非常广阔的应用前景，但与此同时，这类产品在硬件上其实还有许多提升空间，而这方面的发展显然和数字全息技术的发展有着密切的联系。而就在最近，新加坡—麻省理工学院研究与技术联盟(以下简称：联盟)或许提供了一个重要的突破口。联盟的科学家团队开发出了世界最小的发光二极管(以下简称：LED)，而它可用于构建或许是迄今为止，最小的全息显微镜。
据悉，联盟团队开发的LED体积仅仅只有1.15-0.13平方微米，但每平方厘米的空间强度却达到了54-150毫瓦，这对于“寸土寸金”的芯片来说意义重大。要知道，过去全息显微镜体积难以控制的一个重要原因便是，芯片本身无法满足光源要求，大多数光子芯片中的光都来自芯片外，而这会导致其整体能源效率低下，从硬件层面限制全息显微镜的发展。
事实上，联盟团队也证明了新LED对于全息显微镜发展的意义，他们成功将这种微型LED集成到一个不需要透镜或针孔的在线、厘米级全硅全息显微镜中。当然这或许还不是最令人兴奋的。因为解决芯片扩展性难题，因此理论上，通过修改硅芯片和软件，完全可以实现将手机摄像头转变为全息显微镜。相信这对于相关科研从业人员而言，是一个十分惊喜的发展方向。
当然，除了硬件上的发展，我们不能忽视软件层面的推进。从整体来看，微型LED对于全息显微镜的发展影响，是受到神经网络算法技术发展催化的。正如前文我们提过，全息显微镜在呈现过程中是借由算法对信息的重构实现的。
而从长远的发展来说，微型LED或许对于全息显微技术的发展只是一个开始，随着算法的成熟，芯片技术的进一步发展，全息显微镜还有很多发展的可能，而微型LED也可能影响到其他的仪器产品。科学发展的魅力正是在于一项技术的发展会在潜移默化中推动整个产业的进步。未来值得我们期待。
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