Cristall d'escintilació
(Gravat de làser sub -superfície)
Detectors basats en l'escintilació, utilitzant els escintiladors inorgànics de cristalls inorgànics, sónàmpliament utilitzat per a la detecció de partícules i radiació, inclòs aEscàners de tomografia d’emissió de positrons (PET).
Afegint funcions de protecció lleugera al cristall, la resolució espacial del detectorEs pot millorar a l'escala mil·límetre, millorant la resolució global del tomògraf.
Tanmateix, el mètode tradicional dePixelat físicamentels cristalls són unprocés complex, car i laboriós. A més, la fracció d’embalatge i la sensibilitat del detectores pot veure compromèsa causa delMaterials reflectants no escintilants utilitzats.
Podeu veure el treball de recerca original aquí. (De ResearchGate)
Gravat làser de subfície per aCristall d'escintilació
Un enfocament alternatiu és l'ús deTècniques de gravat làser de subfície (SSLE)Per a cristalls de Scintillator.
En centrar un làser dins del cristall, la calor es va generarpot crear un patró controlat de microcracksaquestaactuen com a estructures reflexives, Creació eficaçmentpíxels que guarden llumsense necessitat de separació física.
1. No es requereix pixelació física del cristall,Reduir la complexitat i el cost.
2. Les característiques òptiques i la geometria de les estructures reflectants poden serControlat precisament, Habilitar el disseny de formes i mides de píxels personalitzats.
3. Lectura i arquitectura del detectorSegueix sent el mateix que per a les matrius pixelades estàndard.
Procés de gravat làser (SSLE) per a cristall de scintillador
El procés de gravat SSLE implicaEls passos següents:
1. El disseny:
Simulació i disseny delArquitectura de píxels desitjada, inclòsdimensionsiCaracterístiques òptiques.
2. El model CAD:
Creació d'unModel CAD detallatde la distribució de microcrack,Basat en els resultats de la simulacióiEspecificacions de gravat làser.
3. Comença el gravat:
Gravat real del cristall de 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 del resultat:
Avaluació del rendiment del cristall gravat mitjançant unImatge de camp inundableiAjustament gaussiàPer avaluar la qualitat del píxel i la resolució espacial.
Gravat làser de subfície explicat en 2 minuts
ElTècnica de gravat làser de subfíciePer a Scintillator Crystals ofereix unenfocament transformadora la pixelació 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 innovadores del detectorambResolució i rendiment espacials millorats, totsensela necessitat de pixelació física complexa i costosa.
Voleu saber més sobre:
Cristall d'escintilació de gravat làser de subfície?
Conclusions per al cristall de l'escintilació SSLE
1. Rendiment de llum millorat
A l'esquerra: Visió general de l'asimetria de la reflectivitat de la superfície gravada.
DRET: DOI de desplaçament de píxels.
La comparació de polsos entreArrels gravades amb làser de subfície (SSLE)iArrays convencionalsdemostra aRendiment de llum molt millor per a ssle.
Això és probable a causa delabsència de reflectors de plàsticentre els píxels, que poden causar desajust òptic i pèrdua de fotons.
El rendiment de llum millorat significamés llum per als mateixos polsos energètics, fent de SSLE una característica desitjable.
2. Comportament de sincronització millorada
Una imatge de cristall d'escintilació
La longitud del cristall té unEfecte perjudicial sobre el temps, que és crucial per a les aplicacions de tomografia d’emissions de positrons (PET).
Tot i això, elSensibilitat més elevada dels cristalls SSLEpermet l'ús decristalls més curts, que potMillorar el comportament de sincronització del sistema.
Les simulacions també han suggerit que diferents formes de píxels, com ara hexagonals o dodecagonals, poden serconduir a un millor rendiment de la llum i el temps, similar als principis de les fibres òptiques.
3. Avantatges rendibles
Una imatge de Scintillator Crystal
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 del píxel.
A més, elSensibilitat més elevada dels cristalls SSLEPermet perl’ús de cristalls més curts, reduint encara més el cost global.
La tècnica SSLE requereix una menor potència làser en comparació amb el tall làser, permetentSistemes SSLE menys costososEn comparació amb les instal·lacions de fusió o tall làser.
ElInversió inicial en infraestructures i formacióper a SSLE també és significativament més baixque el cost de desenvolupar un detector de mascotes.
4. Disseny de flexibilitat i personalització
El procés de gravat cristalls SSLE éssense consumir temps, amb un aproximadament15 minutsNecessitat per gravar una matriu de 12.8x12.8x12 mm, 3-cristalls.
ElNatura flexible, rendibilitat, ifacilitat de preparació de cristalls de ssle, juntament amb el seufracció d'embalatge 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, habilitant els píxels escintiladorsEs correspon amb precisió als requisits específics de cada aplicació, com ara els col·limadors o les dimensions dels píxels fotomultiplicadors de silici.
Compartiment de llum controlat
L'intercanvi de llum controlat es pot aconseguir mitjançant una manipulació precisa de les característiques òptiques de les superfícies gravades,facilitant una miniaturització més dels detectors gamma.
Dissenys exòtics
Dissenys exòtics, com ara les tessellacions de Voronoi, poden ser -hofàcilment gravat dins dels cristalls monolítics. A més, una distribució aleatòria de les mides de píxels pot permetre la introducció de tècniques de detecció comprimida, aprofitant l'extens compartiment de llum.
Màquines per a gravat làser de subfície
El cor de la creació làser de la superfície es troba en la màquina de gravació làser. Aquestes màquines utilitzenun làser verd d’alta potència, dissenyat específicament per aGravat làser a la superfície en cristall.
ElUna i única solucióAlguna vegada necessitareu gravat làser subterrània.
Suports6 configuracions diferents
Des deAficionat a petita escala to Producció a gran escala
Precisió de la ubicació repetida at <10μm
Precisió quirúrgicaper a la talla làser 3D
Màquina de gravat en làser de cristall 3D(Ssle)
Per a gravat làser de subfície,La precisió és crucialPer crear gravats detallats i complexos. El feix centrat del làserInteracciona amb precisióamb l’estructura interna del cristall,Creació de la imatge 3D.
Portàtil, precís i avançat
Cos làser compacteper a ssle
A prova de xocIMés segur per als principiants
Gravat ràpid de cristallfins a 3600 punts/segon
Gran compatibilitaten disseny