Científicos de los grupos de investigación de Christine Hendon y Michal Lipson en la Universidad de Columbia, Nueva York, han utilizado un microchip para mapear la parte posterior del ojo para el diagnóstico de enfermedades.

La tecnología de interferencia, como el sonar de murciélago, pero usando luz en lugar de ondas sonoras, utilizado en el microchip ha existido por un tiempo. Esta es la primera vez que se superan obstáculos técnicos para fabricar un dispositivo en miniatura capaz de capturar imágenes de alta calidad.

Los dispositivos actuales de tomografía de coherencia óptica (OCT) de los oftalmólogos y las máquinas de detección y medición de luz de los topógrafos (LIDAR) son voluminosos y costosos. Existe un impulso para la miniaturización con el fin de producir OCT y LIDAR portátiles baratos lo suficientemente pequeños como para caber en automóviles autónomos.

En Fotónica AIP , el equipo demuestra la capacidad de su microchip para producir imágenes OCT de alto contraste 0,6 milímetros más profundas en el tejido humano.

"Previamente, hemos sido limitados, pero usando la técnica que desarrollamos en este proyecto, podemos decir que podemos hacer un sistema de cualquier tamaño en un chip, ", dijo la coautora Aseema Mohanty." ¡Eso es un gran problema! "

El autor Xingchen Ji está igualmente emocionado y espera que el trabajo reciba fondos de la industria para desarrollar una pequeña, Dispositivo OCT de mano totalmente integrado para una implementación asequible fuera de un hospital en entornos de bajos recursos. Viendo claramente las ventajas de la miniaturización en las tecnologías de interferencia, tanto el Instituto Nacional de Salud como la Fuerza Aérea de los Estados Unidos financiaron el proyecto de Ji.

El factor central del interferómetro a escala de chip es la fabricación de la línea de retardo sintonizable. Una línea de retardo calcula cómo interactúan las ondas de luz, y sintonizando diferentes trayectorias ópticas, que son como diferentes distancias focales en una cámara, coteja el patrón de interferencia para producir una imagen tridimensional de alto contraste.

Ji y Mohanty enrollaron una línea de retardo Si3N4 de 0,4 metros en un área compacta de 8 mm2 e integraron el microchip con microcalentadores para sintonizar ópticamente el Si3N4 sensible al calor.

"Al usar los calentadores, logramos retrasos sin partes móviles, proporcionando así una alta estabilidad, que es importante para la calidad de imagen de las aplicaciones basadas en interferencias, "dijo Ji.

Pero con componentes fuertemente doblados en un espacio pequeño, es difícil evitar pérdidas al cambiar el tamaño físico de la ruta óptica. Ji optimizó previamente la fabricación para evitar la pérdida óptica. Aplicó este método junto con una nueva región cónica para unir con precisión patrones litográficos, un paso esencial para lograr sistemas grandes. El equipo demostró el microchip de línea de retardo sintonizable en un sistema OCT comercial existente, mostrando que se pueden sondear profundidades más profundas manteniendo imágenes de alta resolución.

Esta técnica debería ser aplicable a todos los dispositivos de interferencia, y Mohanty y Ji ya están comenzando a escalar los sistemas LIDAR, uno de los mayores sistemas de interferometría fotónica.