Сцинтилационен кристал
(Подповърхностно лазерно гравиране)
Сцинтилационни детектори, използвайки пикселирани неорганични кристални сцинтилатори, сашироко използвани за откриване на частици и радиация, включително вскенери за позитронна емисионна томография (PET)..
Чрез добавяне на светлинни характеристики към кристала, пространствената разделителна способност на детектораможе да се подобри до милиметрова скала, подобрявайки общата разделителна способност на томографа.
Въпреки това, традиционният метод нафизически пикселизиращкристалите са асложен, скъп и трудоемък процес. Освен това фракцията на опаковката и чувствителността на детекторамогат да бъдат компрометиранипоради наизползвани несветещи отразяващи материали.
Можете да видите оригиналната изследователска статия тук. (От ResearchGate)
Подповърхностно 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 на микропукнатиничедействат като отразяващи структури, ефективно създавайкисветоводни пикселибез необходимост от физическо отделяне.
1. Не се изисква физическа пикселизация на кристала,намаляване на сложността и разходите.
2. Оптичните характеристики и геометрията на отразяващите структури могат да бъдатпрецизно контролирани, което позволява проектиране на потребителски форми и размери на пикселите.
3. Архитектура на четене и детекторостават същите като при стандартните пикселирани масиви.
Процес на лазерно гравиране (SSLE) за сцинтилаторни кристали
Процесът на SSLE гравиране включваследните стъпки:
1. Дизайнът:
Симулация и проектиране нажеланата пикселна архитектура, включителноразмерииоптични характеристики.
2. CAD моделът:
Създаване на aподробен CAD моделна разпределението на микропукнатините,въз основа на резултатите от симулациятаиспецификации за лазерно гравиране.
3. Започнете гравиране:
Действително гравиране на кристала LYSO с помощта на лазерна система,ръководени от CAD модела.
Процедура за разработване на SSLE: (A) Симулационен модел, (B) CAD модел, (C) Гравиран LYSO, (D) Диаграма на полеви наводнения
4. Оценка на резултата:
Оценка на работата на гравирания кристал с помощта на aизображение на наводнено полеиНапасване по Гаусза оценка на качеството на пикселите и пространствената разделителна способност.
Подповърхностно лазерно гравиране ОБЯСНЕНО за 2 минути
Theтехника за подповърхностно лазерно гравиранеза сцинтилаторни кристали предлага aтрансформиращ подходкъм пикселизацията на тези материали.
Като осигурява прецизен контрол върху оптичните характеристики и геометрията на отразяващите структури, този методпозволява разработването на иновативни архитектури на детекторисподобрена пространствена разделителна способност и производителност, всичкибезнеобходимостта от сложна и скъпа физическа пикселизация.
Искате да знаете повече за:
Подповърхностно лазерно гравиране на сцинтилационен кристал?
Констатации за SSLE сцинтилационен кристал
1. Подобрен добив на светлина
Отляво: Общ преглед на асиметрията на гравираната отразяваща повърхност.
Вдясно: Pixel Displacement DoI.
Сравнението на импулсите междуподповърхностни лазерно гравирани (SSLE) масивииконвенционални масивидемонстрира амного по-добър добив на светлина за SSLE.
Това вероятно се дължи налипса на пластмасови рефлекторимежду пикселите, което може да причини оптично несъответствие и загуба на фотони.
Подобреният добив на светлина означаваповече светлина за същите енергийни импулси, правейки SSLE желана характеристика.
2. Подобрено поведение на времето
Изображение на сцинтилационен кристал
Дължината на кристала е aвреден ефект 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 времето на поведение на системата.
Симулациите също предполагат, че различните форми на пикселите, като например шестоъгълни или дванадесетоъгълни, могатводят до по-добро насочване на светлината и синхронизация, подобни на принципите на оптичните влакна.
3. Рентабилни предимства
Изображение на сцинтилаторен кристал
В сравнение с монолитните блокове, цената на SSLE кристалитеможе да бъде толкова ниско, колкотоедна третаот разходитена съответния пикселизиран масив, в зависимост от размерите на пикселите.
Освен това,по-висока чувствителност на SSLE кристалитедава възможност заизползването 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 със съоръженията за лазерно топене или рязане.
Theпървоначална инвестиция в инфраструктура и обучениеза SSLE също е значително по-нискаотколкото разходите за разработване на PET детектор.
4. Гъвкавост на дизайна и персонализиране
Процесът на гравиране на SSLE кристали ене отнема много време, с приблизителна15 минутинеобходими за гравиране на масив от 3 кристала с размери 12,8x12,8x12 mm.
Theгъвкава природа, рентабилност, илекота на приготвяне на SSLE кристали, заедно с технитепревъзходна опаковъчна фракция, компенсирайте замалко по-ниска пространствена разделителна способноств сравнение със стандартните пикселизирани масиви.
Неконвенционални пикселни геометрии
SSLE дава възможност за изследване нанеконвенционални пикселни геометрии, което позволява на мигащите пиксели да бъдатпрецизно съобразени със специфичните изисквания на всяко приложение, като например колиматори или размерите на пикселите на силициев фотоумножител.
Контролирано споделяне на светлина
Контролирано споделяне на светлина може да се постигне чрез прецизно манипулиране на оптичните характеристики на гравираните повърхности,улесняване на по-нататъшното миниатюризиране на гама детекторите.
Екзотични дизайни
Екзотични дизайни, като теселациите на Вороной, могат да бъдатлесно се гравират в монолитни кристали. Освен това произволното разпределение на размерите на пикселите може да даде възможност за въвеждане на компресирани сензорни техники, като се възползва от широкото споделяне на светлина.
Машини за подповърхностно лазерно гравиране
Сърцето на създаването на Subsurface Laser се крие в машината за лазерно гравиране. Тези машини използватмощен зелен лазер, специално предназначени заподповърхностно лазерно гравиране в кристал.
TheЕдно и единствено решениенякога ще имате нужда от подповърхностно лазерно гравиране.
Поддържа6 различни конфигурации
отЛюбител в малък мащаб to Мащабно производство
Повтаряща се точност на местоположението at <10 μm
Хирургическа прецизностза 3D лазерна резба
3D машина за лазерно гравиране на кристали(SSLE)
За подповърхностно лазерно гравиране,прецизността е от решаващо значениеза създаване на детайлни и сложни гравюри. Фокусираният лъч на лазераточно взаимодействас вътрешната структура на кристала,създаване на 3D изображение.
Преносим, точен и усъвършенстван
Компактно лазерно тялоза SSLE
УдароустойчивиПо-безопасно за начинаещи
Бързо гравиране на кристалидо 3600 точки/секунда
Голяма съвместимоств дизайна