Les scientifiques des groupes de recherche de Christine Hendon et Michal Lipson à l'Université de Columbia, New York, ont utilisé une puce électronique pour cartographier l'arrière de l'œil pour le diagnostic de la maladie.

La technologie d'interférence, comme le sonar des chauves-souris mais utilisant la lumière au lieu des ondes sonores, utilisé dans la puce électronique existe depuis un petit moment. C'est la première fois que des obstacles techniques sont surmontés pour fabriquer un appareil miniature capable de capturer des images de haute qualité.

Les dispositifs actuels de tomographie par cohérence optique (OCT) des ophtalmologistes et les appareils de détection et de télémétrie par la lumière des géomètres (LIDAR) sont encombrants et coûteux. Il y a une poussée pour la miniaturisation afin de produire des OCT et des LIDAR portables bon marché suffisamment petits pour s'adapter aux voitures autonomes.

Dans Photonique AIP , l'équipe démontre la capacité de leur micropuce à produire des images OCT à contraste élevé à 0,6 millimètre de profondeur dans les tissus humains.

"Précédemment, nous avons été limités, mais en utilisant la technique que nous avons développée dans ce projet, nous pouvons dire que nous pouvons créer n'importe quel système de taille sur une puce, ", a déclaré le co-auteur Aseema Mohanty. "C'est un gros problème!"

L'auteur Xingchen Ji est tout aussi enthousiaste et espère que le travail recevra un financement de l'industrie pour développer un petit, appareil OCT portable entièrement intégré pour un déploiement abordable en dehors d'un hôpital dans des environnements à faibles ressources. Voyant clairement les avantages de la miniaturisation dans les technologies d'interférence, le National Institute of Health et l'U.S. Air Force ont financé le projet de Ji.

La fabrication de la ligne à retard accordable est au cœur de l'interféromètre à l'échelle de la puce. Une ligne à retard calcule comment les ondes lumineuses interagissent, et en s'accordant sur différents chemins optiques, qui sont comme des distances focales différentes sur un appareil photo, il rassemble le motif d'interférence pour produire une image 3-D à contraste élevé.

Ji et Mohanty ont enroulé une ligne à retard Si3N4 de 0,4 mètre dans une zone compacte de 8 mm2 et ont intégré la puce avec des micro-chauffages pour régler optiquement le Si3N4 sensible à la chaleur.

"En utilisant les radiateurs, nous obtenons du retard sans aucune pièce mobile, offrant ainsi une grande stabilité, ce qui est important pour la qualité d'image des applications basées sur les interférences, " dit Ji.

Mais avec des composants étroitement pliés dans un petit espace, il est difficile d'éviter les pertes lors du changement de la taille physique du chemin optique. Ji a précédemment optimisé la fabrication pour éviter les pertes optiques. Il a appliqué cette méthode à une nouvelle région conique pour assembler avec précision des motifs lithographiques, une étape essentielle pour réaliser de grands systèmes. L'équipe a fait la démonstration de la micropuce de ligne à retard accordable sur un système OCT commercial existant, montrant que des profondeurs plus profondes pouvaient être sondées tout en conservant des images à haute résolution.

Cette technique devrait être applicable à tous les dispositifs d'interférence, et Mohanty et Ji commencent déjà à faire évoluer les systèmes LIDAR, l'un des plus grands systèmes d'interférométrie photonique.