作者:CORDIS 信用:芯片范围 半个世纪以来，人们一直试图通过技术手段来增强人类的视力
虽然人眼能够识别各种尺寸的特征，但在远距离观察物体或微观和纳米世界时，它就达到了极限
欧盟资助项目芯片镜的研究人员现在正在开发一种全新的光学显微镜策略
传统的光学显微镜仍然是实验室的标准设备，是光学基本定律的基础
因此，分辨率被衍射限制在所谓的“阿贝极限”——小于最小200纳米的结构特征不能被这种显微镜分辨
迄今为止，所有超越阿贝极限的技术都依赖于复杂的设置、庞大的组件和先进的实验室基础设施
即使是传统的光学显微镜，在大多数情况下，也不适合作为移动设备在野外或偏远地区进行研究
在欧盟资助的芯片镜项目中，探索了一种全新的光学显微镜策略
在传统的光学显微镜中，被分析的样品区域被同时照射，用区域选择性检测器收集从每个点散射的光
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人眼或照相机的传感器
取而代之，在芯片镜的想法中，使用了具有微小的、可单独寻址的元件的结构光源
如图所示，样本位于光源的顶部，非常接近
每当单个发射器被激活时，光的传播取决于样本的空间结构，这与宏观世界中的阴影成像非常相似
为了获得图像，通过样本区域透射的光的总量由检测器感测，一次激活一个光元件，从而扫描样本空间
如果光元件具有纳米范围的尺寸，并且样品与它们紧密接触，则光学近场是相关的，并且超分辨率成像可以通过基于芯片的设置来实现
要实现这一替代想法，需要一系列创新技术
结构光源是由德国布伦瑞克技术大学开发的微型发光二极管实现的
由于它们与其他照明系统相比具有优越的特性，例如
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在过去的几十年里，传统的灯泡或基于卤素的发射器，发光二极管已经征服了一般照明应用的市场
然而，到目前为止，还没有可单独寻址像素至亚微米范围的结构化发光二极管阵列在商业上可用
在芯片范围项目的框架内，这项任务属于布伦瑞克工会的责任
如图所示，研究人员已经展示了第一个像素尺寸小于1米的发光二极管阵列
它们基于氮化镓，一种通常用于蓝色和白色发光二极管的半导体材料
将这种发光二极管的结构控制到亚微米级是极具挑战性的
它是通过光和电子束光刻进行的，其中半导体中的结构由光学阴影掩模或聚焦电子束以高精度限定
作为另一个组件，显微镜原型需要高灵敏度的光探测器
给你，教授
巴塞罗那大学的迪格斯团队开发了所谓的单光子雪崩探测器，可以探测到非常低的光强度，低至单光子
第一次将这些探测器集成到芯片镜显微镜原型中的测试已经进行，并显示出令人鼓舞的结果
此外，将样本带到结构光源附近的方法对于正确的显微镜操作是至关重要的
实现这一点的现有技术利用微流体通道，其中通道的精细系统被构造成聚合物基质
使用高精度泵，微量液体被驱动通过该系统，并将样本运送到目标位置
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