MIT entwickelt neuartige 3D-Lichtgeräte für optische Computer

Technik, Energie und Einsatz

Nach der Bildung des Leerstellenmusters wird das Hydrogel durch einen zweistufigen Prozess, der Ionenaufnahme und Trocknung unter überkritischen Bedingungen umfasst, verkleinert. Das Material zieht sich in jeder Dimension mehr als das Zehnfache zusammen und reduziert sein Volumen auf etwa 1/2000, wobei nanoskopische Merkmale erhalten bleiben.

Winzige optische NetzwerkeUm die Flexibilität ihrer Methode zu demonstrieren, erstellten die Forscher mehrere komplexe dreidimensionale Strukturen, darunter eine Helix und ein Design, das ügel inspiriert ist.

Einige dieser Strukturen waren zu dünn und besassen zu hohe Seitenverhältnisse, um mit konventionellen Zwei-Photonen-Lithographie-Verfahren hergestellt zu werden. Zudem entwickelte das Team ein photonisches Gerät, das eine einfache Aufgabe der Ziffernklassifikation ausführen kann, die üblicherweise zur Bewertung neuronaler Netze eingesetzt wird.

In der Demonstration erhielt das Gerät

In der Demonstration erhielt das Gerät eine Eingabezahl, beispielsweise 1 oder 5, und beleuchtete einen spezifischen Ausgangsbereich, der der erkannten Zahl entspricht, wie in der Pressemitteilung angegeben. Das Gerät funktionierte durch sorgfältig strukturierte Leerstellen, die im gesamten Hydrogel verteilt sind.

Wenn Licht durch mehrere strukturierte Schichten hindurchging, diffraktierten die Leerstellen das einfallende Licht, sodass der Ausgang vom Form der eingegebenen Zahl im System abhängig war. Die Forscher beschreiben die Einrichtung als ein rein optisches System, das in der Lage ist, optisches Rechnen durchzuführen.

Nach Angaben des Teams ermöglicht die Technologie die Kontrolle Stellen, was komplexe Gestaltungsanforderungen schafft, die mit Deep-Learning-Algorithmen gelöst werden können, um die Leistung optischer Systeme zu optimieren.

Die Forscher planen nun, dieselben Prinzipien auf optische Geräte anzuwenden, die Zellen in mikrofluidischen Systemen klassifizieren können, was potenziell die Detektion seltener zirkulierender Tumorzellen in Blutproben ermöglicht. Die Methode könnte zudem die Hochdurchsatz-Bildgebung und die Herstellung von 3D-Nanofluidik-Geräten unterstützen.