【大纪元2020年10月06日讯】（大纪元记者张妮编译报导）德国慕尼黑赫姆霍茨中心（Helmholtz Zentrum München）和慕尼黑工业大学（TUM）的研究人员开发了世界上最小的一个超声波探测器，只有一根头发百分之一的大小，却具有超分辨率成像的能力。
自从上世纪50年代医疗超声波技术发明以来，超声波探测技术主要是使用压电探测器，把超声波造成的压力转变为电压。成像分辨率取决于压电探测器的大小。探测器越小，分辨率越高。然而，小到一定尺寸以后，更小的探测器将使敏感度大幅降低，这就导致不实用。
另一种硅光子技术广泛用于缩小光学元件的大小，可以把它们紧凑地排列在硅芯片很小的平面上。虽然硅没有压电特性，但是它可以把光锁定在比光波更小的空间内，这个特性广泛地用于开发极小的光子电路。
这项新研究在这种技术的基础上，造出了世界上最小的一个超声波探测器——硅波导标准具探测器（SWED）。与记录电压的压电探测器不同的是，这种探测器监控光波在微型光子电路中传播时强度的变化值。
“这是第一次用一个比血液细胞更小的探测器，通过硅光子技术探测超声波。”负责研发该设备的施奈德曼（Rami Shnaiderman）说：“如果一个压电探测器被缩小到这样的尺寸，敏感度将降低1亿倍。”
研究负责人恩齐亚赫克里斯托斯（Vasilis Ntziachristos）说，SWED的大小只有半微米，只有现在医疗成像所用的最小的压电探测器的万分之一，也只有超声波波长的200分之一。这意味着该探测器可以显示不到一微米的细节，实现超分辨率成像。
而且，硅芯片成本不高，研究称生产一个压电探测器的成本足够生产大量这种新的探测器，具有批量生产的可行性。
这种探测器开发之初以提升光声成像质量为目标，后来研究人员发现它其实有更广泛的感应和成像应用前景。超高的分辨率可用于研究人体组织或材料超高精度的细节，比如可以为组织内部微脉管系统和细胞拍摄超高分辨率图像，还可用于研究超声波的基础特性，并在微观层面观察它们与各种物质互动的情况。
这份研究近期发表在《自然》期刊上。◇
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