Cristall de centelleig
(Gravat làser subsuperficial)
Detectors basats en centelleig, utilitzant centellejadors de cristalls inorgànics pixelats, sónàmpliament utilitzat per a la detecció de partícules i radiació, inclòs enescàners de tomografia per emissió de positrons (PET).
En afegir característiques de guia de llum al cristall, la resolució espacial del detectores pot millorar fins a l'escala mil·limètrica, augmentant la resolució general de la tomògrafa.
Tanmateix, el mètode tradicional depixelació físicaels cristalls són unprocés complex, costós i laboriósA més, la fracció d'empaquetament i la sensibilitat del detectores pot veure compromèsa causa de laS'utilitzen materials reflectants no centellejants.
Podeu veure l'article 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 centellejants.
En enfocar un làser dins del cristall, la calor generadapot crear un patró controlat de microesquerdesaixòactuen com a estructures reflectores, creant eficaçmentpíxels guiadors de llumsense necessitat de separació física.
1. No cal pixelar físicament el cristall,reducció de la complexitat i el cost.
2. Les característiques òptiques i la geometria de les estructures reflectants poden sercontrolat amb precisió, permetent el disseny de formes i mides de píxels personalitzades.
3. Arquitectura de lectura i detectorromanen iguals que per a les matrius pixelades estàndard.
Procés de gravat làser (SSLE) per a cristall centellejador
El procés de gravat SSLE implicaels passos següents:
1. El disseny:
Simulació i disseny de laarquitectura de píxels desitjada, incloent-hidimensionsicaracterístiques òptiques.
2. El model CAD:
Creació d'unmodel CAD detallatde la distribució de microfissures,basat en els resultats de la simulacióiespecificacions de gravat làser.
3. Comença el gravat:
Gravat real del cristall LYSO mitjançant el sistema làser,guiat pel model CAD.
Procediment de desenvolupament de 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 unimatge de camp inundableiAjust gaussiàper avaluar la qualitat dels píxels i la resolució espacial.
Gravat làser subsuperficial EXPLICAT en 2 minuts
Eltècnica de gravat làser subterraniper a cristalls centellejadors ofereix unaenfocament transformadora la pixelització d'aquests materials.
En proporcionar un control precís sobre les característiques òptiques i la geometria de les estructures reflectants, aquest mètodepermet el desenvolupament d'arquitectures de detectors innovadoresambresolució espacial i rendiment millorats, totsensela necessitat d'una pixelació física complexa i costosa.
Vols saber-ne més sobre:
Cristall de centelleig per gravat làser subterrani?
Troballes per al cristall de centelleig SSLE
1. Rendiment lumínic millorat
Esquerra: Visió general del DoI de l'asimetria de la reflectivitat superficial gravada.
Dreta: DoI de desplaçament de píxels.
La comparació de polsos entrematrius gravades amb làser subterrani (SSLE)imatrius convencionalsdemostra unarendiment lumínic molt millor per a SSLE.
Això és probablement degut a laabsència de reflectors de plàsticentre els píxels, cosa que pot causar desajust òptic i pèrdua de fotons.
El rendiment lumínic millorat significamés llum per als mateixos polsos d'energia, fent que SSLE sigui una característica desitjable.
2. Comportament de sincronització millorat
Una imatge d'un cristall de centelleig
La longitud del cristall té unaefecte perjudicial sobre el temps, que és crucial per a les aplicacions de tomografia per emissió de positrons (PET).
Tanmateix, elmajor sensibilitat dels cristalls SSLEpermet l'ús decristalls més curts, que potmillorar el comportament temporal del sistema.
Les simulacions també han suggerit que diferents formes de píxels, com ara hexagonals o dodecagonals, podencondueixen a un millor rendiment de guia de la llum i sincronització, similar als principis de les fibres òptiques.
3. Avantatges de cost-eficàcia
Una imatge del cristall centellejador
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 total.
La tècnica SSLE requereix una potència làser menor en comparació amb el tall per làser, cosa que permetsistemes SSLE més econòmicsen comparació amb les instal·lacions de fusió o tall per làser.
Elinversió inicial en infraestructura i formacióper a SSLE també és significativament més baixque el cost de desenvolupar un detector PET.
4. Flexibilitat de disseny i personalització
El procés de gravat de cristalls SSLE ésno requereix molt de 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 laresolució 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 centellejants siguinadaptat amb precisió als requisits específics de cada aplicació, com ara colimadors o les dimensions dels píxels fotomultiplicadors de silici.
Compartició de llum controlada
La distribució controlada de la llum 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 serfàcilment gravat dins de cristalls monolíticsA més, una distribució aleatòria de mides de píxels pot permetre la introducció de tècniques de detecció comprimida, aprofitant l'extensa compartició de la llum.
Màquines per a gravat làser subsuperficial
El cor de la creació amb làser subsuperficial rau en la màquina de gravat làser. Aquestes màquines utilitzenun làser verd d'alta potència, dissenyat específicament per aGravat làser subterrani en cristall.
ElUna i única solucióque mai necessitareu per al gravat làser subsuperficial.
Suports6 configuracions diferents
DeAficionat a petita escala to Producció a gran escala
Precisió de la ubicació repetida at <10 μm
Precisió quirúrgicaper a talla làser 3D
Màquina de gravat làser de cristall 3D(SSLE)
Per gravat làser subterrani,la precisió és crucialper crear gravats detallats i complexos. El feix enfocat del làserinteractua amb precisióamb l'estructura interna del cristall,creant la imatge en 3D.
Portàtil, precís i avançat
Cos làser compacteper a SSLE
Resistent als copsiMés segur per a principiants
Gravat ràpid de cristallsfins a 3600 punts/segon
Gran compatibilitaten Disseny