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新加坡—麻省理工学院研究与技能同盟的科学家开辟了天下上最小的 LED（发光二极管）。这种新型 LED 可用于构建迄今最小的全息显微镜，让现有手机上的摄像头仅通过修改硅芯片和软件即可转换为显微镜。相干研究发表在近来的《光学》杂志上。
（A）完全制造的 300 毫米晶圆。（B）芯片的特写。（C）LED 打开时的红外显微照片。（D）全息显微镜装置。（E）与（F）与 GROUNDTRUTH 相比，重修的全息图像的特写。
图源：新加坡—麻省理工学院研究与技能同盟
这一突破得到了革命性神经网络算法的支持，该算法可以或许重修全息显微镜观察的物体，加强对细胞和细菌等微观物体的查抄，而无需粗笨的传统显微镜或额外的光学器件。
大多数光子芯片中的光都来自芯片外，这导致团体能源服从低下，从根本上限定了芯片的可扩展性。固然硅已表现出作为纳米级和独立可控发射器候选质料的潜力，但由于间接带隙，硅发射器的量子服从较低。
团队此次开辟的最小硅发射器，其光强度可与现在最先辈的大面积硅发射器相媲美。新型 LED 在室温下体现出高空间强度（102±48 毫瓦 / 平方厘米），而且在全部已知的硅发射器中具有最小的发射面积（0.09±0.04 平方微米）。为了展示潜伏的现实应用，研究职员随后将这种 LED 集成到一个不必要透镜或针孔的在线、厘米级全硅全息显微镜中。
他们还构建了一种新奇的、未经练习的深度神经网络架构，该架构能使全息显微镜重修图像并进步图像质量。与必要练习的传统方法差别，新的神经网络架构通过在算法中嵌入物理模子来消除练习的必要，答应研究职员在事先不相识光源光谱或光束表面的环境下利用新型光源。
这种微型 LED 和神经网络的协同组合，可用于其他盘算成像，比方用于活细胞跟踪的紧凑型显微镜或活植物等生物构造的光谱成像。该研究还为光子学的庞大进步铺平了门路。
（泉源：科技日报） |
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