Jön a falakon átlátó fényképezőgép
A korábbi termetes masinákhoz képest az új nanofotonikai mikrohullám-detektor egy pár milliméteres chipen elfér, így simán beépíthető egy fényképezőgép méretű eszközbe.
A Pennsylvaniai Egyetem (UPenn) kutatói mikrohullámú sugárzást leképező chipet fejlesztettek ki, amely hamarosan hordozható mikrohullám-detektorokba és kamerákba kerülhet. A mikrohullámok olyan közegeken is áthaladnak, amelyek a fény számára áthatolhatatlanok, ezért az új eszközzel falakon nézhetünk majd át, vagy megpillanthatjuk a szervezet belsejében növekvő daganatokat.
A mikrohullám a fényhez hasonlóan szintén az elektromágneses sugárzás egyik formája, ám hullámhossza a látható fényénél jóval nagyobb, 3 mm és 300 mm közé esik. A fénynél sokkal nagyobb hullámhosszának köszönheti áthatolóképességét: ugyanúgy nem gond neki átmenni a falon, ahogy a rádióhullámok is simán közlekednek egyik szobából a másikba.
A UPenn munkatársai az amerikai Optical Society rangos folyóiratában, az Optica-ban ismertetik, hogyan építették fel a félvezetőgyártás hagyományos technológiájával azt a mikrohullám-leképező chipet, amely egy 2 milliméter élhosszú – tehát egy ceruzavégi radír felét kitevő – négyzet felületén több mint 1000 nanofotonikai egységet hordoz.
„A ma használatos mikrohullámú képalkotók drága és méretes asztali berendezések – vázolja a kutatócsoportot vezető Firooz Aflatouni. – Az általunk fejlesztett új, közeli-mikrohullámú képalkotó eszköz elektronika helyett optikát használ a mikrohullámú jelek feldolgozásához. Ez lehetővé tette a számunkra, hogy chip-alapú képalkotó panelt hozzunk létre; olyasmit, mint az okostelefonokba épített fényképezőgépek chip-szenzorai.”
A kézben hordható közeli-mikrohullámú kamerák lehetséges alkalmazási köre igen szerteágazó. A szóba jöhető orvosi alkalmazások között említhető például a nagyfelbontású agyi képalkotás, valamint a szív és a légzőmozgások megfigyelése, de a mikrohullámú képdetektorok miniatürizálása olyan területeken is hasznosnak bizonyulhat, mint a radaros objektumkövetés és a kis fogyasztású, nagysebességű kommunikációs kapcsolatok.
Az optikai rendszerekben, mint amilyen az okostelefonok kamerája is, a fényszenzor egy optikai lencse által alkotott képet érzékel. Az új közeli-mikrohullámú képalkotó ezzel szemben négy antenna segítségével érzékeli a tárgyakról visszaverődő mikrohullámú jeleket. Ezeket a jeleket aztán optikai szignállá alakítja, és ilyen formában dolgozza fel, mintha csak egyfajta mikrohullámú lencseként működne. A chip-alapú mikrohullámú képalkotó több mint 1000 fotonikai összetevőt – hullámterelőket, jelosztókat, fotodiódákat és ringmodulátorokat – tartalmaz. Egyik kulcsfontosságú összetevője a jelfeldolgozáshoz használt optikai késleltető hálózat, amely 280-nál több késleltetőcellából
