Cientistas dos grupos de pesquisa de Christine Hendon e Michal Lipson na Universidade de Columbia, Nova york, usaram um microchip para mapear a parte posterior do olho para o diagnóstico de doenças.

A tecnologia de interferência, como o sonar de morcego, mas usando luz em vez de ondas sonoras, usado no microchip já existe há algum tempo. É a primeira vez que obstáculos técnicos são superados para a fabricação de um aparelho em miniatura capaz de captar imagens de alta qualidade.

Os atuais dispositivos de tomografia de coerência óptica (OCT) dos oftalmologistas e máquinas de detecção e alcance de luz (LIDAR) são volumosos e caros. Há um impulso para a miniaturização a fim de produzir OCT e LIDAR portáteis baratos, pequenos o suficiente para caber em carros autônomos.

No AIP Photonics , a equipe demonstra a capacidade de seu microchip de produzir imagens OCT de alto contraste 0,6 milímetros mais profundas em tecido humano.

"Anteriormente, temos sido limitados, mas usando a técnica que desenvolvemos neste projeto, podemos dizer que podemos criar sistemas de qualquer tamanho em um chip, "disse o co-autor Aseema Mohanty." Isso é um grande negócio! "

O autor Xingchen Ji está igualmente animado e espera que o trabalho receba financiamento da indústria para desenvolver um pequeno, dispositivo OCT portátil totalmente integrado para implantação econômica fora de um hospital em ambientes com poucos recursos. Vendo claramente as vantagens da miniaturização em tecnologias de interferência, tanto o Instituto Nacional de Saúde quanto a Força Aérea dos EUA financiaram o projeto de Ji.

Central ao interferômetro em escala de chip é a fabricação da linha de atraso ajustável. Uma linha de atraso calcula como as ondas de luz interagem, e sintonizando diferentes caminhos ópticos, que são como diferentes distâncias focais em uma câmera, ele agrupa o padrão de interferência para produzir uma imagem 3D de alto contraste.

Ji e Mohanty enrolaram uma linha de atraso de Si3N4 de 0,4 metros em uma área compacta de 8 mm2 e integraram o microchip com micro-aquecedores para sintonizar opticamente o Si3N4 sensível ao calor.

"Usando os aquecedores, alcançamos atraso sem nenhuma peça móvel, proporcionando alta estabilidade, o que é importante para a qualidade de imagem de aplicativos baseados em interferência, "disse Ji.

Mas com componentes dobrados firmemente em um pequeno espaço, é difícil evitar perdas ao alterar o tamanho físico do caminho óptico. Ji fabricação previamente otimizada para evitar perda ótica. Ele aplicou esse método junto com uma nova região cônica para costurar com precisão os padrões litográficos - uma etapa essencial para obter grandes sistemas. A equipe demonstrou o microchip de linha de atraso ajustável em um sistema OCT comercial existente, mostrando que profundidades mais profundas podem ser sondadas, mantendo imagens de alta resolução.

Esta técnica deve ser aplicável a todos os dispositivos de interferência, e Mohanty e Ji já estão começando a escalar sistemas LIDAR, um dos maiores sistemas de interferometria fotônica.