Cientistas do projeto SMART (Singapura-MIT Alliance for Research and Technology) desenvolveram o menor LED de silício do mundo e conseguiram construir com base nele o menor microscópio holográfico que pode ser instalado, por exemplo, em um smartphone.
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O LED produz radiação na faixa do infravermelho próximo (comprimento de onda 1100 nm), e sua área emissora é de 0,14 µm² com diâmetro de 400 nm, ou seja, menor que o comprimento de onda. O aparecimento de tal componente pode significar um avanço na fotônica, um campo tecnológico relacionado à transmissão e propriedades dos fótons. Esta área, em particular, abrange tecnologias de transmissão de dados ópticos, imagem, iluminação e exibição. O problema mais importante nessa área por muito tempo foi a falta de emissores suficientemente compactos, por isso era necessário usar fontes de luz externas com baixa eficiência energética, e os chips fotônicos eram difíceis de dimensionar.
Os autores da invenção decidiram testar um pequeno LED recorde fazendo um microscópio holográfico sem lentes com base nele. Esses microscópios são menores e mais baratos que os convencionais, pois não exigem um sistema de lentes complexo e preciso – ele é substituído por uma fonte de luz que ilumina a amostra em estudo, e a luz entra na matriz do CMOS. Como resultado, é criado um holograma digital que, após o processamento do computador, é convertido em uma imagem legível. A última etapa geralmente vem acompanhada de algumas dificuldades: é necessário saber exatamente o valor da abertura, o comprimento de onda na fonte de luz e a distância da amostra ao sensor. O algoritmo de inteligência artificial ajudou a superar essa dificuldade.
Como se viu, o microscópio construído sobre esses componentes fornece uma resolução bastante alta – cerca de 20 mícrons. Para comparação, uma célula da pele humana tem um tamanho de 20 a 40 mícrons e um leucócitos tem 30 mícrons. Os cientistas dizem que tal microscópio pode ser embutido em um smartphone para estudar usando dispositivos, por exemplo, tecido humano ou sementes de plantas. Um microscópio holográfico pode servir para imagens biológicas, a criação de vários biossensores e componentes implantáveis.