วิธีการตรวจจับแบบใหม่สำหรับการตรวจเอกซเรย์เชื่อมโยงกันทางแสง (OCT) ทำให้ได้ภาพคุณภาพสูงที่ความเข้มแสงต่ำ วิธีการ OCT ใหม่ได้รับการพัฒนาโดยกลุ่มนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยโอ๊คแลนด์ในนิวซีแลนด์และมหาวิทยาลัย ในโปแลนด์ ยืมแนวคิดเกี่ยวกับกลไกการตรวจจับจากควอนตัมออปติก พวกเขาอธิบายว่าวิธีการนี้สามารถสร้างผลลัพธ์ที่เทียบเคียงได้กับระบบ OCT มาตรฐานที่ระดับความเข้ม
แสงต่ำมาก
(ประมาณ 10 pW) ได้อย่างไร เป็นเทคนิคการถ่ายภาพทางการแพทย์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายซึ่งสามารถรับภาพตัดขวางของวัสดุกึ่งโปร่งแสงแบบไม่รุกราน มีการประยุกต์ใช้ในสาขาการแพทย์หลายสาขา เช่น จักษุวิทยา โรคหัวใจ และโรคผิวหนัง ซึ่งความละเอียดช่วยให้มองเห็นรายละเอียดในระดับจุลภาคได้
ทำงานโดยการส่องสว่างเนื้อเยื่อด้วยแสงแบนด์วิธกว้างที่มองเห็นได้หรือแสงอินฟราเรดใกล้ แสงนี้กระจายและสะท้อนโดยสื่อชีวภาพ จากนั้นจึงจับและประเมินโดยใช้เครื่องตรวจจับสเปกโทรสโกปี
สามารถให้ภาพลักษณะทางสัณฐานวิทยาของเนื้อเยื่อที่ความละเอียด 1 µm และปัจจุบัน
เป็นส่วนหนึ่งของการตรวจตาตามปกติ ซึ่งจักษุแพทย์อาจแนะนำให้ทำการสแกนเพื่อตรวจดูชั้นเฉพาะของเรตินา และแยกแยะโรคต้อหินหรือโรคเกี่ยวกับจอประสาทตา ในสถานพยาบาล OCT ถูกจำกัดโดยระดับความรุนแรงที่อนุญาต ตัวอย่างเช่น ระดับความปลอดภัยที่กำหนดสำหรับการถ่ายภาพดวงตา
คือ 1.7 และ 5 มิลลิวัตต์ ที่ความยาวคลื่น 800 และ 1,060 นาโนเมตร ตามลำดับ ซึ่งเป็นข้อจำกัดที่บางครั้งอาจส่งผลต่อความเที่ยงตรงของภาพที่ได้ ทีมที่นำก้าวข้ามข้อจำกัดนี้โดยใช้เครื่องตรวจจับโฟตอนเดี่ยวตัวนำยิ่งยวด (SSPD) แทนเครื่องตรวจจับ OCT มาตรฐาน ซึ่งเป็นแนวคิดที่ได้รับแรงบันดาลใจ
จากควอนตัมออปติก ซึ่งใช้ SSPD เพื่อศึกษาคุณสมบัติต่างๆ ของโฟตอนเดี่ยว ทีละโฟตอน…
ผู้นำทางสู่ระบบ OCT พลังงานต่ำที่มีความเที่ยงตรงสูง ทีมงานได้แนวคิดในการใช้ SSPD ในขณะที่ค้นคว้ารูปแบบการตรวจจับ OCT ใหม่ เนื่องจากเซ็นเซอร์เหล่านี้สามารถตรวจจับโฟตอนเดี่ยวได้
การตั้งค่า
ที่เสนอจึงใช้ปริมาณแสงที่น้อยกว่าระบบ OCT มาตรฐานมาก ในความเป็นจริง พลังงานที่ต้องการคือขนาดที่เล็กกว่าคู่เทียบที่มีอยู่ทางคลินิกไม่กี่ลำดับ เพื่อให้รูปแบบการตรวจจับใหม่ทำงานได้ ทีมงานต้องทำการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยกับการตั้งค่าออปติคัลดั้งเดิม ซึ่งต้องใช้วิธีการแยกแยะความยาวคลื่นต่างๆ
ของแสงที่สะท้อนจากวัตถุในภาพถ่าย ขณะที่พวกเขากำลังทำงานในระบบการตรวจจับโฟตอนเดี่ยว นักวิจัยจึงตัดสินใจจับคู่ SSPD กับหลอดไฟเบอร์ยาว (5 กม.) ที่ทำให้เกิดการหน่วงเวลาขึ้นกับความยาวคลื่น กล่าวอีกนัยหนึ่ง ความยาวคลื่นที่แตกต่างกันของแสงจะเดินทางด้วยความเร็ว
ที่แตกต่างกันไปตามเส้นใยนี้ ทำให้ SSPD สามารถจับสเปกตรัมของแสงได้ …ให้ภาพคุณภาพสูงทีมงานได้ทดสอบการตั้งค่า OCT ใหม่โดยใช้แหล่งกำเนิดแสงพัลซิ่ง 1550 นาโนเมตรเพื่อถ่ายภาพวัตถุสองชิ้น ได้แก่ แก้วประเภทต่างๆ และหัวหอมฝานหนึ่ง กองแก้วประกอบด้วยสามชั้น: ควอตซ์
(หนา 50 µm) แซฟไฟร์ (หนา 460 µm) และแก้ว BK7 (หนา 500 µm) และใช้เป็นการทดสอบแบบควบคุมเพื่อทำความเข้าใจว่าสามารถแยกแยะชั้นต่างๆ ได้ดีเพียงใด . ใช้หัวหอมฝานเป็นชิ้นตัวอย่างทางชีววิทยา การทดลองทั้งสองทำให้ได้ภาพที่มีคุณภาพดี เทียบได้กับภาพที่ได้จากระบบ OCT มาตรฐาน
แต่ใช้ระดับความเข้มต่ำกว่าห้าลำดับความสำคัญ นักวิจัยชี้ให้เห็นว่าพวกเขาสังเกตเห็นสิ่งประดิษฐ์ในภาพที่สร้างขึ้นใหม่ คุณลักษณะเหล่านี้เป็นคุณลักษณะของภาพที่ไม่ต้องการ ซึ่งในกรณีนี้ ปรากฏขึ้นเนื่องจากระบบตรวจจับกำลังบันทึกปฏิสัมพันธ์ทุกประเภทระหว่างโฟตอนภายในตัวอย่าง
สามารถ
ใช้อัลกอริธึมการลบอาร์ติแฟกต์เพื่อล้างรูปภาพและใช้งานได้ง่ายเมื่อวัตถุในรูปภาพมีโครงสร้างที่ชัดเจน เช่น กองแก้ว สิ่งประดิษฐ์เหล่านี้กลายเป็นปัญหามากขึ้นเมื่อต้องจัดการกับตัวอย่างทางชีววิทยา ซึ่งโครงสร้างมีความแตกต่างกันอย่างมากและซับซ้อน
ที่มีขนาดน้อยกว่า 100 นาโนเมตรได้ ตอนนี้ และเพื่อนร่วมงานที่ในสหรัฐอเมริกาได้สาธิตการพิมพ์หินชนิดใหม่ที่น่าสนใจ ซึ่งสามารถใช้สำหรับสร้างลวดลายอุปกรณ์ที่ต่ำกว่าสิ่งกีดขวาง 100 นาโนเมตรวิธีการนี้ใช้ลำแสงของอะตอมของก๊าซหายากที่แพร่กระจายได้ ซึ่งแต่ละอะตอมจะบรรทุก
พลังงานเพียงเล็กน้อย ซึ่งถูกนำทางไปยังพื้นผิวด้วยแสงเลเซอร์ นักวิจัยได้ใช้เทคนิคนี้ในการสร้างแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนที่มีเส้นกว้าง 65 นาโนเมตรและคั่นด้วย 401 นาโนเมตร การพิมพ์หินในรูปแบบใด ๆ เป็นศิลปะของการถ่ายโอนรูปแบบไปยังพื้นผิว การพิมพ์หินด้วยแสงใช้เลนส์พิเศษเพื่อฉายภาพที่ย่อขนาดลง
ของหน้ากากบนแผ่นเวเฟอร์ที่เคลือบด้วยตัวต้านทานที่ไวต่อแสง โฟตอนที่กระทบกับตัวต้านทานจะเปลี่ยนแปลงทางเคมี ทำให้แข็งขึ้นหรืออ่อนลง (ขึ้นอยู่กับประเภทของตัวต้านทาน) การต้านทานในบริเวณที่นิ่มกว่าจะถูกกำจัดออกด้วยสารเคมี และขั้นตอนการกัดจะถ่ายโอนรูปแบบไปยังซิลิคอนเวเฟอร์
แต่การใช้การพิมพ์หินเพื่อสร้างขนาดคุณลักษณะที่เล็กกว่า 100 นาโนเมตรเป็นปัญหาสำคัญสำหรับอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ ขณะนี้ทีมวิจัยทั่วโลกกำลังตรวจสอบเทคนิคทางเลือกต่างๆ เพื่อให้ได้ความละเอียดที่ต้องการด้วยวิธีที่คุ้มค่า ซึ่งรวมถึงการถ่ายภาพด้วยลำแสงอิเล็กตรอน ลำแสงไอออน
และเอกซ์เรย์ แต่ละเทคนิคมีข้อดีและข้อเสีย และยังไม่มีใครรู้ว่าวิธีใดจะเป็นทางเลือกในโรงงานเซมิคอนดักเตอร์แห่งศตวรรษที่ 21 กระบวนการใหม่นี้ซึ่งมักถูกขนานนามว่า “การพิมพ์หินอะตอม” นั้นเป็นการพลิกกลับบทบาทดั้งเดิมของแสงและสสาร แทนที่จะใช้หน้ากากทึบเพื่อสร้างลวดลาย
credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100
