Scintillationskrystal
(Sub-overfladelasergravering)
Scintillationsbaserede detektorerved anvendelse af pixelerede uorganiske krystalscintillatorer, erudbredt til partikel- og strålingsdetektion, herunder ipositron emission tomografi (PET) scannere.
Ved at tilføje lys-guidende funktioner til krystallen, den rumlige opløsning af detektorenkan forbedres til millimeterskalaen, hvilket forbedrer tomografens overordnede opløsning.
Men den traditionelle metode tilfysisk pixelerendekrystallerne er enkompleks, dyr og besværlig proces. Derudover detektorens pakningsfraktion og følsomhedkan kompromitterespå grund afanvendte ikke-scintillerende reflekterende materialer.
Du kan se det originale forskningspapir her. (Fra ResearchGate)
Undergrunds lasergravering tilScintillationskrystal
En alternativ tilgang er brugen afunderjordiske lasergraveringsteknikker (SSLE).til scintillatorkrystaller.
Ved at fokusere en laser inde i krystallen dannes varmenkan skabe et kontrolleret mønster af mikrorevneratfungere som reflekterende strukturer, effektivt at skabelysledende pixelsuden behov for fysisk adskillelse.
1. Ingen fysisk pixelering af krystallen er påkrævet,reducere kompleksitet og omkostninger.
2. De reflekterende strukturers optiske egenskaber og geometri kan værepræcist kontrolleret, hvilket muliggør design af brugerdefinerede pixelformer og -størrelser.
3. Aflæsning og detektorarkitekturforblive den samme som for standard pixelerede arrays.
Lasergraveringsproces (SSLE) til scintillatorkrystal
SSLE graveringsprocessen involvererfølgende trin:
1. Designet:
Simulering og design afønsket pixelarkitektur, herunderdimensionerogoptiske egenskaber.
2. CAD-modellen:
Oprettelse af endetaljeret CAD-modelaf mikrorevnefordelingen,baseret på simuleringsresultaterneogspecifikationer for lasergravering.
3. Start gravering:
Faktisk gravering af LYSO-krystallen ved hjælp af lasersystemet,styret af CAD-modellen.
SSLE-udviklingsprocedure: (A)Simuleringsmodel, (B)CAD-model, (C) indgraveret LYSO, (D)feltoversvømmelsesdiagram
4. Resultatevaluering:
Evaluering af den graverede krystals ydeevne ved hjælp af enbillede af oversvømmelsesfeltogGaussisk beslagat vurdere pixelkvaliteten og rumlig opløsning.
Undergrunds-lasergravering FORKLARET på 2 minutter
Deunderjordisk lasergraveringsteknikfor scintillatorkrystaller tilbyder entransformativ tilgangtil pixeleringen af disse materialer.
Ved at give præcis kontrol over de reflekterende strukturers optiske egenskaber og geometri, er denne metodemuliggør udvikling af innovative detektorarkitekturermedforbedret rumlig opløsning og ydeevne, alleudenbehovet for kompleks og kostbar fysisk pixelering.
Vil du vide mere om:
Undergrunds lasergravering scintillationskrystal?
Fund for SSLE scintillationskrystal
1. Forbedret lysudbytte
Til venstre: Indgraveret overfladereflektivitetsasymmetri DoI-oversigt.
Til højre: Pixel Displacement DoI.
Sammenligningen af pulser mellemunderjordiske lasergraverede (SSLE) arraysogkonventionelle arraysdemonstrerer enlangt bedre lysudbytte for SSLE.
Dette skyldes sandsynligvisfravær af plastikreflektorermellem pixels, hvilket kan forårsage optisk mismatch og fotontab.
Det forbedrede lysudbytte betydermere lys for de samme energiimpulser, gør SSLE til en ønskelig egenskab.
2. Forbedret timingadfærd
Et billede af scintillationskrystal
Krystallængde har enskadelig effekt på timingen, som er afgørende for Positron Emission Tomography (PET) applikationer.
Imidlertidhøjere følsomhed af SSLE-krystallergiver mulighed for brug afkortere krystaller, som kanforbedre systemets timingadfærd.
Simuleringer har også antydet, at forskellige pixelformer, såsom hexagonal eller dodecagonal, kanføre til bedre lysstyring og timing ydeevne, svarende til principperne for optiske fibre.
3. Omkostningseffektive fordele
Et billede af Scintillator Crystal
Sammenlignet med monolitiske blokke, prisen på SSLE-krystallerkan være så lav somen tredjedelaf omkostningerneaf det tilsvarende pixelerede array, afhængigt af pixeldimensionerne.
Derudoverhøjere følsomhed af SSLE-krystallergiver mulighed forbrugen af kortere krystaller, yderligere at reducere de samlede omkostninger.
SSLE-teknikken kræver lavere lasereffekt sammenlignet med laserskæring, hvilket giver mulighed forbilligere SSLE-systemersammenlignet med lasersmelte- eller skærefaciliteter.
Deindledende investering i infrastruktur og uddannelsefor SSLE er også væsentligt lavereend omkostningerne ved at udvikle en PET-detektor.
4. Designfleksibilitet og tilpasning
Processen med at gravere SSLE-krystaller erikke tidskrævende, med en ca15 minutternødvendig for at gravere et 12,8x12,8x12 mm, 3-krystal array.
Defleksibel natur, omkostningseffektivitet, ognem fremstilling af SSLE-krystaller, sammen med deresoverlegen pakningsfraktion, kompensere forlidt ringere rumlig opløsningsammenlignet med standard pixelerede arrays.
Ikke-konventionelle pixelgeometrier
SSLE giver mulighed for at udforskeikke-konventionelle pixelgeometrier, hvilket gør det muligt for de glitrende pixels at værepræcist tilpasset de specifikke krav til hver applikation, såsom kollimatorer eller dimensionerne af silicium fotomultiplikatorpixels.
Kontrolleret lysdeling
Kontrolleret lysdeling kan opnås gennem præcis manipulation af de optiske egenskaber af de graverede overflader,lette yderligere miniaturisering af gammadetektorer.
Eksotisk design
Eksotisk design, såsom Voronoi-tesselationer, kan værelet indgraveret i monolitiske krystaller. Ydermere kan en tilfældig fordeling af pixelstørrelser muliggøre introduktionen af komprimerede registreringsteknikker, der drager fordel af den omfattende lysdeling.
Maskiner til underjordisk lasergravering
Hjertet i skabelsen af Subsurface Laser ligger i lasergraveringsmaskinen. Disse maskiner brugeren kraftig grøn laser, specielt designet tilunderjordisk lasergravering i krystal.
DeEn og kun løsningdu nogensinde får brug for Subsurface Laser Engraving.
Understøtter6 forskellige konfigurationer
FraHobbyist i lille skala to Storskala produktion
Gentagen placeringsnøjagtighed at <10μm
Kirurgisk præcisiontil 3D Laser Carving
3D krystal lasergraveringsmaskine(SSLE)
Til underjordisk lasergravering,præcision er afgørendetil at skabe detaljerede og indviklede graveringer. Laserens fokuserede stråleinteragerer præcistmed krystallens indre struktur,skabe et 3D-billede.
Bærbar, nøjagtig og avanceret
Kompakt laser kroptil SSLE
Stødsikker&Sikrere for begyndere
Hurtig krystalgraveringop til 3600 point/sekund
Fantastisk kompatibiliteti design