Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Imec demonstruje ultra-czuły, kompaktowy krzemowy czujnik ultradzwiękowy

ghost666 22 Mar 2021 16:58 513 0
  • Imec demonstruje ultra-czuły, kompaktowy krzemowy czujnik ultradzwiękowy
    Imec, wiodące na świecie centrum badań i innowacji w nanoelektronice i technologiach cyfrowych, przedstawiło właśnie nowy, optomechaniczny czujnik ultradźwiękowy na krzemowym chipie fotonicznym. Wykazuje on niespotykaną czułość dzięki innowacyjnemu światłowodowi optomechanicznemu. Ze względu na ten falowód o wysokiej czułości, mały czujnik 20 µm ma granicę wykrywania o dwa rzędy wielkości lepszą niż elementy piezoelektryczne o identycznej wielkości. Niska granica wykrywalności czujnika umożliwia nowe kliniczne i biomedyczne zastosowania systemu do obrazowania ultradźwiękowego i fotoakustycznego, takie jak mammografia głębokich tkanek oraz badanie unaczynienia lub unerwienia potencjalnej tkanki nowotworowej. Czujnik ten został przedstawiony w artykule opublikowanym w Nature Photonics na początku tego miesiąca.

    Tomograficzne obrazowanie ultradźwiękowe i fotoakustyczne tworzy obrazy 2D lub 3D przy użyciu zespołów czujników ultradźwiękowych. Nawet najnowocześniejsze piezoelektryczne czujniki ultradźwiękowe mają jednak swoje ograniczenia. Po pierwsze, granica wykrywalności zależy od rozmiaru czujników (jest odwrotnie proporcjonalna), co stanowi problem w przypadku obrazowania o wysokiej rozdzielczości przy małych długościach fal akustycznych. Obrazy o wysokiej rozdzielczości wymagają małych czujników piezoelektrycznych, które z natury rzeczy mają wyższą granicę wykrywania, co skutkuje zaszumionym obrazem. Po drugie, czujniki piezoelektryczne polegają na rezonansie mechanicznym w celu zwiększenia amplitudy sygnału. Oznacza to, że działają w małym zakresie wokół częstotliwości rezonansowej, aby osiągnąć optymalną czułość. Wreszcie, matryce czujników piezoelektrycznych wymagają jednego przewodu na każdy element czujnika, co utrudnia np. zastosowanie systemu w cewniku.

    "Czujnik, który zademonstrowaliśmy, będzie przełomem w obrazowaniu głębokich tkanek w tkankach nieprzezroczystych, takich jak skóra czy mózg" powiedział Xavier Rottenberg, jeden z naukowców sekcji czujników i siłowników opartych na falach w imec. "W zastosowaniach takich jak obrazowanie czerniaka podskórnego czy mammografia umożliwia to bardziej szczegółowe obrazowanie guza i unaczynienia wokół niego, pomagając w bardziej szczegółowej diagnozie".

    Rozwiązanie firmy Imec jest oparte na bardzo czułym optomechanicznym falowodzie z dzielonym żebrem, wyprodukowanym przy użyciu nowej technologii przetwarzania, zgodnej z CMOS. Czułość jest o dwa rzędy wielkości większa niż we wcześniejszych urządzeniach. Niska granica wykrywalności może poprawić kompromis między rozdzielczością obrazowania a głębokością w zastosowaniach ultradźwiękowych i ma kluczowe znaczenie dla obrazowania fotoakustycznego, w którym ciśnienia są nawet o trzy rzędy wielkości niższe niż w konwencjonalnych technikach obrazowania ultradźwiękowego. Ponadto może umożliwić zastosowania niskociśnieniowe, takie jak funkcjonalne obrazowanie mózgu przez czaszkę, co powoduje silne osłabienie sygnałów, płynących przez kości czaszki.

    Wreszcie, matryca tych małych (mierzących zalewie 20 µm) czujników o drobnym skoku (30 µm) może być łatwo zintegrowana w układzie scalonym z multiplekserami fotonicznymi. Otwiera to możliwość nowych zastosowań, takich jak zminiaturyzowane cewniki, ponieważ matryce czujników wymagają podłączenia tylko kilku włókien światłowodowych zamiast jednego połączenia elektrycznego na element, jak w przypadku czujników piezoelektrycznych.

    "Technologia czujników stanowi podstawę fotoakustycznej mapy rozwoju, opracowanej w ramach imec i jest dalej testowana w wybranych lokalizacjach partnerskich" powiedział Rottenberg.

    Źródło: https://www.eeweb.com/imec-demonstrates-an-ultra-sensitive-small-optomechanical-ultrasound-sensor-in-silicon-photonics/

    Cool! Ranking DIY
    About Author
    ghost666
    Translator, editor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    ghost666 wrote 10306 posts with rating 8600, helped 157 times. Live in city Warszawa. Been with us since 2003 year.
  • OptexOptex