Cristall de centelleig
(Gravat làser subsuperfície)
Detectors basats en centelleig, utilitzant centelledors de cristalls inorgànics pixelats, sónàmpliament utilitzat per a la detecció de partícules i radiacions, inclòs aescàners de tomografia per emissió de positrons (PET)..
Afegint característiques de guia de llum al cristall, la resolució espacial del detectores pot millorar a l'escala mil·limètrica, millorant la resolució global del tomògraf.
No obstant això, el mètode tradicional depixelant físicamentels cristalls és aprocés complex, costós i laboriós. A més, la fracció d'embalatge i la sensibilitat del detectorpot estar compromesaa causa de lamaterials reflectants no centelleants utilitzats.
Podeu veure el document de recerca original aquí. (De ResearchGate)
Gravat làser subterrani per aCristall de centelleig
Un enfocament alternatiu és l'ús deTècniques de gravat làser subsuperficial (SSLE).per a cristalls centelleadors.
En enfocar un làser dins del cristall, la calor generadapot crear un patró controlat de microesquerdesaixòactuen com a estructures reflexives, creant eficaçmentpíxels que guien la llumsense necessitat de separació física.
1. No es requereix cap pixelació física del cristall,reduint la complexitat i el cost.
2. Les característiques òptiques i la geometria de les estructures reflectores poden sercontrolat amb precisió, que permet dissenyar formes i mides de píxels personalitzades.
3. Arquitectura de lectura i detectorsegueixen sent les mateixes que les matrius pixelades estàndard.
Procés de gravat làser (SSLE) per a cristall de centelleig
El procés de gravat SSLE implicaels passos següents:
1. El disseny:
Simulació i disseny de laarquitectura de píxels desitjada, inclòsdimensionsicaracterístiques òptiques.
2. El model CAD:
Creació d'amodel CAD detallatde la distribució de microesquerdes,basat en els resultats de la simulacióiespecificacions de gravat làser.
3. Inicieu el gravat:
Gravat real del cristall LYSO mitjançant el sistema làser,guiat pel model CAD.
Procediment de desenvolupament SSLE: (A) Model de simulació, (B) Model CAD, (C) LYSO gravat, (D) Diagrama d'inundació de camp
4. Avaluació de resultats:
Avaluació del rendiment del cristall gravat mitjançant aimatge del camp d'inundacióiAjustament gaussiàper avaluar la qualitat dels píxels i la resolució espacial.
Gravat làser subsuperfície EXPLICAT en 2 minuts
ElTècnica de gravat làser subterràniaper als cristalls centelleadors ofereix aenfocament transformadora la pixelació d'aquests materials.
En proporcionar un control precís sobre les característiques òptiques i la geometria de les estructures reflectores, aquest mètodepermet el desenvolupament d'arquitectures de detectors innovadoresambResolució i rendiment espacial millorats, totssensela necessitat d'una pixelació física complexa i costosa.
Voleu saber més sobre:
Cristall de centelleig de gravat làser subsuperfície?
Descobriments per al cristall de centelleig SSLE
1. Rendiment de llum millorat
Esquerra: Visió general del DoI d'asimetria de reflectivitat de la superfície gravada.
Dreta: Pixel Displacement DoI.
La comparació de polsos entrematrius gravades amb làser subsuperficial (SSLE).imatrius convencionalsdemostra arendiment de llum molt millor per a SSLE.
Això es deu probablement a laabsència de reflectors de plàsticentre els píxels, cosa que pot provocar desajustaments òptics i pèrdua de fotons.
La millora del rendiment de llum significamés llum per als mateixos polsos d'energia, fent de SSLE una característica desitjable.
2. Comportament de cronometratge millorat
Una imatge del cristall de centelleig
La longitud del cristall té aefecte perjudicial en el temps, que és crucial per a les aplicacions de tomografia per emissió de positrons (PET).
No obstant això, elmajor sensibilitat dels cristalls SSLEpermet l'ús decristalls més curts, que potmillorar el comportament temporal del sistema.
Les simulacions també han suggerit que poden ser diferents formes de píxels, com ara hexagonals o dodecagonalscondueix a un millor rendiment de la guia de la llum i el temps, similar als principis de les fibres òptiques.
3. Avantatges rendibles
Una imatge del cristall de centelleig
En comparació amb els blocs monolítics, el preu dels cristalls SSLEpot ser tan baix comun terçdel costde la matriu pixelada corresponent, depenent de les dimensions dels píxels.
A més, elmajor sensibilitat dels cristalls SSLEpermetl'ús de cristalls més curts, reduint encara més el cost global.
La tècnica SSLE requereix una potència làser més baixa en comparació amb el tall per làser, permetent-hosistemes SSLE menys costososen comparació amb les instal·lacions de fusió o tall per làser.
Elinversió inicial en infraestructures i formacióper a SSLE també és significativament menorque el cost de desenvolupar un detector de PET.
4. Disseny Flexibilitat i Personalització
El procés de gravat de cristalls SSLE ésno requereix temps, amb una aproximació15 minutsnecessari per gravar una matriu de 3 cristalls de 12,8x12,8x12 mm.
Elnaturalesa flexible, rendibilitat, ifacilitat de preparació de cristalls SSLE, juntament amb els seusfracció d'empaquetament superior, compensar elresolució espacial lleugerament inferioren comparació amb les matrius pixelades estàndard.
Geometries de píxels no convencionals
SSLE permet l'exploració degeometries de píxels no convencionals, permetent que els píxels brillants siguinajustada precisament als requisits específics de cada aplicació, com ara col·limadors o les dimensions dels píxels del fotomultiplicador de silici.
Compartició de llum controlada
La compartició de llum controlada es pot aconseguir mitjançant la manipulació precisa de les característiques òptiques de les superfícies gravades,facilitant una major miniaturització dels detectors gamma.
Dissenys exòtics
Dissenys exòtics, com ara les tessel·lacions de Voronoi, poden ser-hofàcilment gravat dins de cristalls monolítics. A més, una distribució aleatòria de mides de píxels pot permetre la introducció de tècniques de detecció comprimida, aprofitant l'extensa compartició de llum.
Màquines per a gravat làser subsuperficial
El cor de la creació de làser subsuperficial es troba a la màquina de gravat làser. Aquestes màquines utilitzenun làser verd d'alta potència, dissenyat específicament pergravat làser subsuperficial en cristall.
ElUna i única soluciómai necessitareu el gravat làser subsuperficial.
Suports6 configuracions diferents
Des deAficionat a petita escala to Producció a gran escala
Precisió d'ubicació repetida at <10 μm
Precisió quirúrgicaper tallar làser 3D
Màquina de gravat làser de vidre 3D(SSLE)
Per al gravat làser subterrània,la precisió és crucialper crear gravats detallats i complexos. El feix enfocat del làserinteractua precisamentamb l'estructura interna del cristall,creant la imatge 3D.
Portàtil, precís i avançat
Cos làser compacteper SSLE
A prova de cops&Més segur per a principiants
Gravat de cristall ràpidfins a 3600 punts/segon
Gran compatibilitaten Disseny