如何利用机器学习提高光学传感器灵敏度?

2018-10-12 17:27:08 来源:ofweek
标签:

 

纳米结构的几何形状只要满足特定条件,并匹配入射光的波长,就能够大幅提高光学传感器的灵敏度。这是因为局部纳米结构可以极大地放大或减少光的电磁场。据麦姆斯咨询报道,由Christiane Becker教授领导的HZB(德国亥姆霍兹国家研究中心联合会)青年研究组“Nano-SIPPE”正致力于开发这类纳米结构。计算机模拟是进行这类研究的一种重要工具。来自Nano-SIPPE团队的Carlo Barth博士现在已经使用机器学习确定了纳米结构中最重要的场分布模式,并因此首次很好地解释了实验结果。

 

纳米结构上的量子点

该团队研究的光子纳米结构由具有规则孔状图案的硅层组成,其上覆有由硫化物制成的量子点涂层。激光激发后,接近局部场放大的量子点,比在无序表面上发出了更多的光。这能够在经验上证明激光如何与纳米结构相互作用。

 

 

计算机模拟显示了在激光激发后,电磁场如何在具有孔状图案的硅层中分布。如上图所示,形成了具有局部场最大值的条纹,因而量子点能够特别强烈地发光。

 

利用机器学习发现了十种不同的模式

为了系统地记录当纳米结构的各个参数发生变化时会发生什么,Barth利用在柏林Zuse研究所开发的软件计算了每个参数集的三维电场分布。然后,Barth基于机器学习,通过其他计算机程序分析了这些海量数据。

 

“计算机搜索了大约45000条数据记录,并将它们分成了大约十种不同的模式,”他解释说。最后,Barth和Becker成功地确定了其中三种基本模式,在这三种基本模式下,光电磁场在纳米孔的各个特定区域被放大了。

 

展望:探测单个分子,例如:癌症标志物

 

这使得基于激发放大的光子晶体膜可以针对几乎任何应用进行优化。这是因为根据不同的应用,例如,一些生物分子会优先沿着纳米孔的边缘积聚,另一些生物分子则在纳米孔之间的平台区域积聚。

 

利用合适的几何形状和准确的光激发,可以在所需分子的附着位置处,精确地产生最大电场放大。其应用广阔,例如,这能够使癌症标志物光学传感器的灵敏度提高到单个分子水平。

 
关注与非网微信 ( ee-focus )
限量版产业观察、行业动态、技术大餐每日推荐
享受快时代的精品慢阅读
 

 

继续阅读
恩智浦引领边缘设备机器学习

借助恩智浦面向重点应用领域推出的eIQ边缘智能软件环境和可自定义的系统级解决方案,边缘节点开发人员如今可利用数学升级来推动云上机器学习(ML)的历史性发展。

人工智能招聘软件“重男轻女”,亚马逊解散研究团队

自2014年以来,美国亚马逊公司的机器学习团队一直在秘密研发和使用一款计算机程序,用于审查求职者的简历,希望能将寻找顶尖人才的工作智能化。但在专家发现新招聘引擎不喜欢女性后,亚马逊最终在去年年初解散了该研究团队。

“不务正业”的波士顿动力自动化机器人 Atlas
“不务正业”的波士顿动力自动化机器人 Atlas

2018 年 5 月,波士顿动力在 YouTube 上发布了其自动化机器人 Atlas 的视频,可以看到 Atlas 已经学会了在户外的草地上行走,虽然动作稍微有点不流畅,但也算十分平稳。在遇到一段横木时,Atlas 在做了数秒的准备动作之后,双脚起跳越过了障碍。

BAT投资AI已超硅谷巨头,哪家企业投资最多?
BAT投资AI已超硅谷巨头,哪家企业投资最多?

在今年的人工智能和机器学习投资竞赛中,中国最大的科技公司BAT、蚂蚁金服已经超过了硅谷的科技巨头。同时,虽然美国继续创造最大规模的创业和风险资本活动,但其占全球总量的份额已大幅下降,北京等城市崛起。

Splunk平台助力企业屹立数字化最前沿

致力于将数据转化为行动和价值的Splunk公司(NASDAQ: SPLK)宣布助力客户以数据驱动未来业务发展的技术和产品愿景。

更多资讯
一文看懂智能手机上的七大传感器

随着技术的进步,手机已经不再是一个简单的通信工具,而是具有综合功能的便携式电子设备。手机中常见的传感器,其原理和用途,你都知道吗?

负温度系数 (NTC) 热敏电阻: 坚固耐用的温度传感器,测量温度高达300 °C

TDK公司(东京证券交易所代码:6762)近日推出K525新元件,这是一种新型爱普科斯 (EPCOS) 负温度系数 (NTC) 温度传感器,具有更宽的温度测量范围,达到-10 °C至+300 °C。

徐州大兴传感器产业,将在2020年达百亿规模?

近日,京东方在投资者问答中提到关于公司6代线、8.5代线以及10.5代线目前的生产情况。

激光位移传感器打底是个啥玩意儿?
激光位移传感器打底是个啥玩意儿?

近日,激光位移传感器成了投资界热点,领势投资宣布战略入股创想智控,助力创想智控布局激光位移传感器系统及工业大数据服务赛道,共同扩大其在智能传感器行业的影响力。

利用Microchip的低功耗1.8V温度传感器系列监控多个位置的温度

温度测量对保证物联网(IoT)和个人计算设备的功能性极为重要,开发人员必须在设备中集成温度传感器来减少能耗,降低应用中的系统电压。

Moore8直播课堂