Сцинтилационен кристал
(Подповърхностно лазерно гравиране)
Детектори, базирани на сцинтилация, използващи пикселизирани неорганични кристални сцинтилатори, сашироко използван за откриване на частици и радиация, включително вскенери за позитронно-емисионна томография (PET).
Чрез добавяне на светловодни характеристики към кристала, пространствената разделителна способност на детектораможе да се подобри до милиметров мащаб, подобрявайки общата разделителна способност на томографа.
Въпреки това, традиционният метод нафизически пикселизиранекристалите сасложен, скъп и трудоемък процесОсвен това, фракцията на опаковане и чувствителността на детектораможе да бъде компрометиранопорадиизползвани неблестящи отразяващи материали.
Можете да видите оригиналната научна статия тук. (От ResearchGate)
Подземно лазерно гравиране заСцинтилационен кристал
Алтернативен подход е използването натехники за подповърхностно лазерно гравиране (SSLE)за сцинтилаторни кристали.
Чрез фокусиране на лазер вътре в кристала, генерираната топлинаможе да създаде контролиран модел от микропукнатинитовадействат като отразяващи структури, ефективно създавайкисветловодни пикселибез необходимост от физическо разделяне.
1. Не се изисква физическа пикселизация на кристала,намаляване на сложността и разходите.
2. Оптичните характеристики и геометрията на отразяващите структури могат да бъдатпрецизно контролиран, което позволява проектиране на персонализирани форми и размери на пикселите.
3. Архитектура на отчитане и детекторостават същите като за стандартните пикселизирани масиви.
Процес на лазерно гравиране (SSLE) за сцинтилаторен кристал
Процесът на гравиране с SSLE включваследните стъпки:
1. Дизайнът:
Симулация и проектиране нажеланата пикселна архитектура, включителноразмерииоптични характеристики.
2. CAD моделът:
Създаване наподробен CAD моделна разпределението на микропукнатините,въз основа на резултатите от симулациятаиСпецификации за лазерно гравиране.
3. Започнете гравирането:
Действително гравиране на LYSO кристала с помощта на лазерната система,ръководени от CAD модела.
Процедура за разработване на SSLE: (A) Симулационен модел, (B) CAD модел, (C) Гравиран LYSO, (D) Диаграма на наводнението на полето
4. Оценка на резултатите:
Оценка на производителността на гравирания кристал с помощта наизображение на полето на наводнениеиГаусово напасванеза оценка на качеството на пикселите и пространствената разделителна способност.
Подземно лазерно гравиране, обяснено за 2 минути
Theтехника за подповърхностно лазерно гравиранеза сцинтилаторни кристали предлагатрансформативен подходдо пикселизацията на тези материали.
Чрез осигуряване на прецизен контрол върху оптичните характеристики и геометрията на отразяващите структури, този методпозволява разработването на иновативни архитектури на детекторисподобрена пространствена резолюция и производителноствсичкибезнеобходимостта от сложна и скъпа физическа пикселизация.
Искате да научите повече за:
Подповърхностно лазерно гравиране на сцинтилационен кристал?
Резултати за SSLE сцинтилационен кристал
1. Подобрен светлинен добив
Ляво: Общ преглед на DoI за асиметрия на отражателната способност на гравираната повърхност.
Дясно: DoI на изместване на пикселите.
Сравнението на импулсите междуподповърхностни лазерно гравирани (SSLE) масивииконвенционални масивидемонстрирадалеч по-добър светлинен добив за SSLE.
Това вероятно се дължи налипса на пластмасови рефлекторимежду пикселите, което може да причини оптично несъответствие и загуба на фотони.
Подобреният светлинен добив означаваповече светлина за същите енергийни импулси, което прави SSLE желана характеристика.
2. Подобрено поведение във времето
Снимка на сцинтилационен кристал
Дължината на кристала имавредно влияние върху времето, което е от решаващо значение за приложенията на позитронно-емисионната томография (PET).
Въпреки това,по-висока чувствителност на SSLE кристалитепозволява използването напо-къси кристали, което можеподобряване на поведението на системата по отношение на синхронизацията.
Симулациите също така предполагат, че различни форми на пикселите, като например шестоъгълни или дванадесетоъгълни, могатда доведе до по-добро насочване на светлината и синхронизиране, подобно на принципите на оптичните влакна.
3. Икономически ефективни предимства
Снимка на сцинтилаторен кристал
В сравнение с монолитните блокове, цената на SSLE кристалитеможе да бъде толкова ниско, колкотоедна третана ценатана съответния пикселизиран масив, в зависимост от размерите на пикселите.
Освен това,по-висока чувствителност на SSLE кристалитепозволяваизползването на по-къси кристали, допълнително намаляване на общите разходи.
Техниката SSLE изисква по-ниска лазерна мощност в сравнение с лазерното рязане, което позволявапо-евтини SSLE системив сравнение с лазерни топителни или режещи съоръжения.
Theпървоначална инвестиция в инфраструктура и обучениеза SSLE също е значително по-нискоотколкото цената на разработването на PET детектор.
4. Гъвкавост и персонализиране на дизайна
Процесът на гравиране на SSLE кристали ене отнема много време, с приблизително15 минутинеобходими за гравиране на 3-кристална решетка с размери 12,8x12,8x12 мм.
Theгъвкава природа, рентабилностилекота на приготвяне на SSLE кристали, заедно с технитепревъзходна фракция на опаковане, компенсира замалко по-ниска пространствена резолюцияв сравнение със стандартните пикселизирани масиви.
Неконвенционални геометрии на пикселите
SSLE позволява изследването нанеконвенционални геометрии на пикселите, което позволява сцинтилиращите пиксели да бъдатпрецизно съобразени със специфичните изисквания на всяко приложение, като например колиматори или размерите на пикселите на силициевия фотоумножител.
Контролирано споделяне на светлината
Контролираното споделяне на светлината може да се постигне чрез прецизна манипулация на оптичните характеристики на гравираните повърхности,улесняване на по-нататъшната миниатюризация на гама детекторите.
Екзотични дизайни
Екзотични дизайни, като например теселации на Вороной, могат да бъдатлесно гравиране в монолитни кристалиОсвен това, произволното разпределение на размерите на пикселите може да позволи въвеждането на техники за компресирано наблюдение, възползвайки се от широкото споделяне на светлината.
Машини за подповърхностно лазерно гравиране
Сърцевината на създаването с подповърхностен лазер се крие в машината за лазерно гравиране. Тези машини използватвисокомощен зелен лазер, специално проектиран заПодповърхностно лазерно гравиране в кристал.
TheЕдно и единствено решениенякога ще ви е необходимо за подповърхностно лазерно гравиране.
Поддържа6 различни конфигурации
ОтМалък любител to Производство в голям мащаб
Точност на повторното местоположение at <10μm
Хирургическа прецизностза 3D лазерно гравиране
3D машина за лазерно гравиране на кристали(SSLE)
За подземно лазерно гравиране,прецизността е от решаващо значениеза създаване на детайлни и сложни гравюри. Фокусираният лъч на лазерапрецизно взаимодействас вътрешната структура на кристала,създаване на 3D изображение.
Преносим, точен и усъвършенстван
Компактно лазерно тялоза SSLE
Удароустойчив&По-безопасно за начинаещи
Бързо гравиране на кристалидо 3600 точки/секунда
Отлична съвместимоств дизайна