بلورة الوميض
(النقش بالليزر تحت السطح)
أجهزة الكشف القائمة على الوميض، باستخدام بلورات وميضية غير عضوية مقسمة إلى وحدات بكسل،يستخدم على نطاق واسع للكشف عن الجسيمات والإشعاع، بما في ذلك فيأجهزة التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET).
بإضافة خصائص توجيه الضوء إلى البلورة، يتم تحسين الدقة المكانية للكاشفيمكن تحسينها إلى مقياس المليمتر، مما يعزز الدقة الإجمالية للتصوير المقطعي.
ومع ذلك، فإن الطريقة التقليدية لـتتشوه الصورة الماديةالبلورات هيعملية معقدة ومكلفة وشاقةبالإضافة إلى ذلك، فإن نسبة التعبئة وحساسية الكاشفيمكن اختراقهابسببتم استخدام مواد عاكسة غير متلألئة.
يمكنكم الاطلاع على ورقة البحث الأصلية هنا. (من موقع ResearchGate)
النقش بالليزر تحت السطح لـبلورة الوميض
يتمثل أحد الأساليب البديلة في استخدامتقنيات النقش بالليزر تحت السطح (SSLE)لبلورات الوميض.
من خلال تركيز شعاع الليزر داخل البلورة، يتم توليد الحرارةيمكن أن يخلق نمطًا متحكمًا فيه من الشقوق الدقيقةالذي - التيتعمل كهياكل عاكسةمما يؤدي فعلياً إلىوحدات بكسل موجهة للضوءدون الحاجة إلى الانفصال المادي.
1. لا حاجة إلى تقسيم البلورة إلى وحدات بكسل مادية،تقليل التعقيد والتكلفة.
2. يمكن أن تكون الخصائص البصرية والهندسة للهياكل العاكسةيتم التحكم فيه بدقةمما يتيح تصميم أشكال وأحجام بكسل مخصصة.
3. بنية القراءة والكشفتبقى كما هي بالنسبة للمصفوفات البكسلية القياسية.
عملية النقش بالليزر (SSLE) لبلورة الوميض
تتضمن عملية نقش SSLEالخطوات التالية:
1. التصميم:
محاكاة وتصميمبنية البكسل المطلوبة، مشتملأبعادوالخصائص البصرية.
2. نموذج التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD):
إنشاءنموذج CAD مفصلتوزيع الشقوق الدقيقة،بناءً على نتائج المحاكاةومواصفات النقش بالليزر.
3. ابدأ النقش:
نقش فعلي لبلورة LYSO باستخدام نظام الليزر،مسترشدًا بنموذج التصميم بمساعدة الحاسوب.
إجراءات تطوير SSLE: (أ) نموذج المحاكاة، (ب) نموذج CAD، (ج) LYSO المحفور، (د) مخطط الفيضان الميداني
4. تقييم النتائج:
تقييم أداء البلورة المحفورة باستخدامصورة حقل الفيضانوالتوفيق الغاوسيلتقييم جودة البكسل والدقة المكانية.
شرح تقنية النقش بالليزر تحت السطح في دقيقتين
التقنية النقش بالليزر تحت السطحتوفر بلورات الوميضنهج تحويليإلى تشويش هذه المواد.
من خلال توفير تحكم دقيق في الخصائص البصرية وهندسة الهياكل العاكسة، فإن هذه الطريقةيُمكّن من تطوير بنى كاشفة مبتكرةمعدقة مكانية وأداء محسّنان، الجميعبدونالحاجة إلى تقنية البكسلة المادية المعقدة والمكلفة.
هل ترغب بمعرفة المزيد عن:
بلورة وميضية محفورة بالليزر تحت السطح؟
نتائج بلورة الوميض SSLE
1. زيادة إنتاج الضوء
اليسار: نظرة عامة على عدم تناظر انعكاسية السطح المحفور.
على اليمين: إزاحة البكسل DoI.
مقارنة النبضات بينمصفوفات محفورة بالليزر تحت السطح (SSLE)والمصفوفات التقليديةيُظهرإنتاجية ضوئية أفضل بكثير لـ SSLE.
ويرجع ذلك على الأرجح إلىعدم وجود عاكسات بلاستيكيةبين البكسلات، مما قد يتسبب في عدم تطابق بصري وفقدان الفوتون.
يعني تحسن إنتاج الضوءمزيد من الضوء لنفس نبضات الطاقة, مما يجعل SSLE سمة مرغوبة.
2. تحسين سلوك التوقيت
صورة لبلورة وميضية
يبلغ طول البلورةتأثير ضار على التوقيت، وهو أمر بالغ الأهمية لتطبيقات التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET).
لكنحساسية أعلى لبلورات SSLEيسمح باستخدامبلورات أقصر، والتي يمكنتحسين سلوك التوقيت للنظام.
وقد أشارت المحاكاة أيضًا إلى أن أشكال البكسل المختلفة، مثل السداسية أو الاثني عشرية، قديؤدي ذلك إلى تحسين أداء توجيه الضوء والتوقيت، على غرار مبادئ الألياف البصرية.
3. مزايا فعالة من حيث التكلفة
صورة لبلورة وميضية
بالمقارنة مع الكتل المتجانسة، فإن سعر بلورات SSLEقد يكون السعر منخفضًا إلىثلثمن التكلفةمن المصفوفة البكسلية المقابلة، اعتمادًا على أبعاد البكسل.
بالإضافة إلى ذلك،حساسية أعلى لبلورات SSLEيسمح بـاستخدام بلورات أقصر, مما يساهم في خفض التكلفة الإجمالية.
تتطلب تقنية SSLE طاقة ليزر أقل مقارنة بالقطع بالليزر، مما يسمح بـأنظمة SSLE أقل تكلفةمقارنة بمرافق الصهر أو القطع بالليزر.
الالاستثمار الأولي في البنية التحتية والتدريبكما أن نسبة الإصابة بمرض الذئبة الحمراء الجهازية أقل بكثيرتكلفة تطوير كاشف التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) أقل من تكلفة تطوير كاشف التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (.
4. مرونة التصميم والتخصيص
عملية نقش بلورات SSLE هيلا يستغرق وقتاً طويلاً، مع قيمة تقريبية15 دقيقةمطلوب لنقش مصفوفة من 3 بلورات بأبعاد 12.8 × 12.8 × 12 مم.
الطبيعة مرنة, فعالية التكلفة، وسهولة تحضير بلورات SSLEبالإضافة إلىنسبة تعبئة فائقة، تعويض عندقة مكانية أقل قليلاًمقارنةً بالمصفوفات البكسلية القياسية.
هندسة البكسل غير التقليدية
يتيح برنامج SSLE استكشافهندسة البكسل غير التقليديةمما يُمكّن البكسلات المتلألئة من أن تكونمطابقة بدقة للمتطلبات المحددة لكل تطبيق، مثل الموازيات أو أبعاد وحدات البكسل الضوئية المصنوعة من السيليكون.
مشاركة الضوء المتحكم بها
يمكن تحقيق التحكم في توزيع الضوء من خلال التلاعب الدقيق بالخصائص البصرية للأسطح المحفورة،تسهيل المزيد من تصغير أجهزة الكشف عن أشعة جاما.
تصاميم فريدة
تصاميم غريبة، مثل تبليطات فورونوي، يمكن أن تكونيمكن نقشها بسهولة داخل البلورات المتجانسةعلاوة على ذلك، يمكن للتوزيع العشوائي لأحجام البكسل أن يتيح إدخال تقنيات الاستشعار المضغوطة، والاستفادة من مشاركة الضوء الواسعة.
آلات النقش بالليزر تحت السطح
يكمن جوهر تقنية الليزر تحت السطحي في آلة النقش بالليزر. تستخدم هذه الآلاتليزر أخضر عالي الطاقةمصمم خصيصاً لـالنقش بالليزر تحت السطح في البلورات.
الالحل الوحيد والوحيدستحتاج إليه دائمًا للنقش بالليزر تحت السطح.
يدعم6 تكوينات مختلفة
منهاوي النماذج المصغرة to إنتاج على نطاق واسع
دقة تحديد الموقع المتكررة at <10 ميكرومتر
الدقة الجراحيةللنقش بالليزر ثلاثي الأبعاد
آلة نقش الكريستال ثلاثي الأبعاد بالليزر(SSLE)
للنقش بالليزر تحت السطح،الدقة أمر بالغ الأهميةلإنشاء نقوش مفصلة ومعقدة. شعاع الليزر المركزيتفاعل بدقةمع البنية الداخلية للبلورة،إنشاء الصورة ثلاثية الأبعاد.
محمول، دقيق، ومتطور
هيكل ليزر صغير الحجملـ SSLE
مقاوم للصدمات & أكثر أمانًا للمبتدئين
نقش سريع على الكريستالتصل إلى 3600 نقطة/ثانية
توافق ممتازفي التصميم