Forskare i Christine Hendons och Michal Lipsons forskargrupper vid Columbia University, New York, har använt ett mikrochip för att kartlägga baksidan av ögat för sjukdomsdiagnostik.

Interferenstekniken, som fladdermusekolod men använder ljus istället för ljudvågor, som används i mikrochippet har funnits ett tag. Detta är första gången som tekniska hinder har övervunnits för att tillverka en miniatyrenhet som kan ta bilder av hög kvalitet.

Ögonläkares nuvarande apparater för optisk koherenstomografi (OCT) och lantmätares ljusdetektions- och avståndsmätningsmaskiner (LIDAR) är skrymmande och dyra. Det finns en push för miniatyrisering för att producera billiga handhållna OCT och LIDAR som är tillräckligt små för att passa in i självkörande bilar.

I AIP fotonik , teamet demonstrerar deras mikrochips förmåga att producera högkontrast OCT-bilder 0,6 millimeter djupare i mänsklig vävnad.

"Tidigare, vi har varit begränsade, men med den teknik vi utvecklade i detta projekt, vi kan säga att vi kan göra alla storlekar på ett chip, " sa medförfattaren Aseema Mohanty. "Det är en stor sak!"

Författaren Xingchen Ji är lika upphetsad och hoppas att arbetet får industrifinansiering för att utveckla en liten, helt integrerad handhållen OCT-enhet för prisvärd drift utanför ett sjukhus i låga resurser. Att tydligt se fördelarna med miniatyrisering i interferensteknologier, både National Institute of Health och U.S. Air Force finansierade Jis projekt.

Centralt för interferometer i chipskala är tillverkningen av den avstämbara fördröjningslinjen. En fördröjningslinje beräknar hur ljusvågor interagerar, och genom att ställa in olika optiska vägar, som är som olika brännvidder på en kamera, den sammanställer interferensmönstret för att skapa en 3D-bild med hög kontrast.

Ji och Mohanty lindade en 0,4-meters Si3N4-fördröjningslinje till en kompakt 8 mm2-yta och integrerade mikrochippet med mikrovärmare för att optiskt ställa in den värmekänsliga Si3N4.

"Genom att använda värmarna, vi uppnår fördröjning utan några rörliga delar, så ger hög stabilitet, vilket är viktigt för bildkvaliteten i störningsbaserade applikationer, sa Ji.

Men med komponenter hårt böjda i ett litet utrymme, det är svårt att undvika förluster när man ändrar den fysiska storleken på den optiska vägen. Ji tidigare optimerad tillverkning för att förhindra optisk förlust. Han tillämpade denna metod tillsammans med en ny avsmalnande region för att exakt sy ihop litografiska mönster - ett viktigt steg för att uppnå stora system. Teamet demonstrerade det avstämbara fördröjningslinjemikrochipset på ett befintligt kommersiellt OCT-system, visar att djupare djup kan undersökas med bibehållen högupplösta bilder.

Denna teknik bör kunna tillämpas på alla störningsenheter, och Mohanty och Ji börjar redan skala LIDAR-system, ett av de största fotoniska interferometrisystemen.