Un equipo de investigadores de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Singapur ha desarrollado una nueva lente para imágenes de súper resolución que rompe las limitaciones de resolución en microscopía y tiene aplicaciones potenciales en la inspección de fallas de alta precisión y la investigación biológica.
Discovery rompe las limitaciones de resolución en microscopía; Aplicaciones potenciales en inspección de fallas de alta precisión e investigación biológica
El microscopio óptico es un equipo crítico para la investigación científica y la inspección de fallas en industrias de alta precisión. Sin embargo, durante siglos, la resolución de imagen de los microscopios está fundamentalmente limitada por el límite de difracción de la luz. Los esfuerzos existentes para romper este límite fundamental de difracción a través de variosLas tecnologías sufren limitaciones tales como una operación de campo cercano, que requiere que la muestra esté cerca del microscopio, o el teñido de muestras, que es un proceso invasivo que afecta la calidad de la muestra.
Un equipo de investigación dirigido por el profesor Hong Minghui y el profesor asociado Qiu Cheng Wei del Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Facultad de Ingeniería de NUS ha desarrollado una nueva lente supercrítica, que permite a los microscopios ópticos capturar imágenes en tiempo real y con mayordetalle más allá del límite de difracción. Además, esta técnica no requiere ningún tratamiento previo de las muestras o procesamiento posterior de la imagen.
El profesor Hong dijo: "Nuestro avance se logra de una manera totalmente no invasiva, junto con la capacidad de imágenes en tiempo real. Esto podría abrir una amplia gama de aplicaciones en áreas como la inspección de fallas de alta precisión en el semiconductorindustria, y también contribuirá significativamente a la investigación biológica "
lente ultra delgada de alto rendimiento que es fácil de fabricar a bajo costo
Metalens planas es una lente ultra delgada de alto rendimiento que tiene capacidades extraordinarias en la modulación de la luz, en comparación con la lente óptica voluminosa tridimensional tradicional. La lente supercrítica del equipo NUS, que se basa en el concepto de una metalena plana optimizada, se desarrolla utilizando un nuevo algoritmo y puede ser fabricado fácilmente por un generador de patrones láser comercial a alta velocidad y bajo costo.
Específicamente, el equipo demostró una resolución de imagen de 65 nanómetros usando el microscopio de lente supercrítico, en comparación con los microscopios típicos que tienen una resolución de imagen de alrededor de 120 a 150 nanómetros. Además, esta novedosa técnica de microscopía exhibe una distancia de trabajo significativamente mayor de55 micrómetros, lo que proporciona espacio adicional para un manejo y ajuste más fácil de las muestras en aplicaciones del mundo real, y permite observar las muestras con mayor detalle.
Assoc Prof Qiu agregó: "Usando una lente con tamaño de función de microescala, hemos logrado una resolución de imagen a nanoescala. Nuestra invención podría potencialmente salvar la gran brecha entre las demostraciones de prueba de concepto de laboratorio y las aplicaciones prácticas para la técnica de imagen de súper resolución."
aplicaciones de gran alcance
Este descubrimiento realizado por investigadores de NUS es muy prometedor para la nanoimagen de dispositivos semiconductores, y podría permitir una detección más rápida, rentable y más precisa de defectos en componentes como chips de circuitos integrados que requieren una resolución de imagen de menos de 100 nanómetros resolución de subdifracción. Los métodos actuales de detección de defectos requieren el uso del microscopio electrónico de barrido, que es un equipo especializado y costoso, y el proceso también debe operarse en un entorno de vacío.
En el área de la investigación biológica, la mayoría de las proteínas y los tejidos celulares requieren imágenes de límite de sub-difracción, lo que resulta en la necesidad de teñir las muestras. La invención del equipo podría conducir a una investigación no invasiva del interior de las células biológicas,permitiendo así a los investigadores estudiar muestras a un nivel mucho más profundo que nunca antes, y esto eventualmente puede contribuir a nuevos descubrimientos médicos.
Los hallazgos del estudio fueron publicados en la revista científica Materiales avanzados , en febrero de 2017.
En el futuro, el equipo de NUS planea mejorar aún más la resolución de imagen de la nueva lente y explorar nuevas aplicaciones para la técnica. También han presentado una patente para la tecnología y está explorando oportunidades para trabajar con socios de la industria para comercializar su invención.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Nacional de Singapur . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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