تشخیص بیماری ها با ریزشانه جدید - وبلاگ دانشگاه

به گزارش وبلاگ دانشگاه، از دستگاه های فوتونیکی کوچک می توان برای یافتن سیارات فراخورشیدی جدید، کنترل سلامت افراد و کارایی بیشتر اینترنت استفاده کرد. محققان دانشگاه صنعتی چالمرز، سوئد، هم اکنون یک ریزشانه متحول کننده (نسل جدیدی از منابع نوری) ارائه کردند که می تواند برنامه های پیشرفته را به واقعیت نزدیک کند.

ریزشانه یک دستگاه فوتونیکی است که قادر به فراوری فرکانس نوری بی شمار رنگ ها بر روی یک حفره کوچک به نام ریز تشدیدکننده است. این رنگ ها به طور یکنواخت توزیع می شوند، بنابراین ریزشانه مانند خط کش ساخته شده از نور رفتار می نماید. از این دستگاه می توان برای اندازه گیری یا فراوری فرکانس ها با دقت بسیار زیاد استفاده کرد.

در این مقاله جدید، هشت محقق دانشگاه چالمرز نوع جدیدی از ریزشانه را روی یک تراشه توصیف نموده اند که مبتنی بر دو ریز تشدیدکننده است. ریزشانه جدید وسیله ای منسجم، قابل تنظیم و تجدیدپذیر است که تا 10 برابر بازدهی تبدیل خالص بیشتر از آخرین پیشرفت های علمی دارد.

اسکار هلگاسون، دانشجوی دکترا در گروه میکروتکنولوژی و علوم نانو در چالمرز و اولین محقق این تحقیق می گوید: دلیل اهمیت نتایج این است که آن ها نمایانگر ترکیبی منحصربه فرد از ویژگی ها از نظر کارایی، عملکرد کم مصرف و کنترل هستند که در این زمینه بی سابقه است.

محققان چالمرز اولین افرادی نیستند که ریزشانه را روی تراشه نشان می دهند، اما آنان روشی را توسعه داده اند که بر چندین محدودیت شناخته شده در این زمینه غلبه می نماید و منجر به خصوصیات فیزیکی منحصربه فرد می گردد.

ریزشانه که به تازگی ساخته شده و روی تراشه قرار گرفته بسیار ریز و فاصله بین دندان های شانه بسیار گسترده است و فرصت های زیادی برای محققان و مهندسان ایجاد می نماید.

دامنه گسترده ای از برنامه های کاربردی بالقوه

از آنجا که به طور تقریبی هر اندازه گیری می تواند به فرکانس مرتبط باشد، ریزشانه ها دامنه گسترده ای از کاربردهای بالقوه را ارائه می دهند. به عنوان مثال، آن ها می توانند با جایگزینی ده ها لیزر با یک ریزشانه در مقیاس تراشه در اتصالات مرکز داده، مصرف برق را در سیستم های ارتباطی نوری به طور اساسی کاهش دهند. آن ها همچنین می توانند در رادار لیزری برای رانندگی اتوماتیک وسایل نقلیه در اندازه گیری مسافت استفاده شوند.

حوزه هیجان انگیز دیگری که می توان از ریزشانه ها در آن استفاده کرد، درجه بندی طیف نگاری است که در رصدخانه های نجومی به کشف سیارات فراخورشیدی شبیه زمین اختصاص یافته است. ساعت های نوری بسیار دقیق و برنامه های کنترل سلامت برای تلفن های همراه از دیگر امکانات ریز شانه ها هستند. همچنین با تجزیه و تحلیل ترکیب هوای بازدم، می توان بیماری ها را در مراحل اولیه تشخیص داد.

شرکت ویکتور تورس، مدیر پروژه تحقیقاتی چالمرز می گوید: برای اینکه این فناوری عملی باشد و از آن در خارج از آزمایشگاه استفاده گردد، ضروری است عناصر اضافی را با ریز تشدیدکننده ها مانند لیزرها، تعدیل کننده ها و الکترونیک کنترل یکپارچه کنیم. این یک چالش عظیم است، که شاید به پنج تا 10 سال زمان و سرمایه گذاری در تحقیقات مهندسی نیازمند باشد. اما من مطمئن هستم که این اتفاق خواهد افتاد.

وی ادامه داد: جالب ترین پیشرفت ها و کاربردها مواردی است که ما حتی تصورشان را هم ننموده ایم و به احتمال زیاد با داشتن چندین ریزشانه در یک تراشه امکان پذیر خواهد بود.

نکته کلیدی در ریزشانه پیشرفته جدید چالمرز این است که محققان از دو ریز تشدیدکننده به جای یکی استفاده نموده اند؛ ریز تشدیدکننده ها با یکدیگر تعامل دارند و شبیه نحوه اتصال اتم ها هنگام تشکیل یک مولکول دو اتمی هستند. این آرایش به عنوان یک مولکول فوتونیک شناخته می گردد و دارای خصوصیات فیزیکی منحصربه فردی است.

نتایج این تحقیق در مجله Nature Photonics منتشر شده است.،ایسنا