Szintillationskristall
(Unterflächenlasergravur)
Szintillationsbasierte Detektorenmit pixelierten anorganischen Kristallszintillatoren sindweit verbreitet für die Partikel- und Strahlungserkennung, einschließlich inPositronenemissionstomographie (PET) Scanner.
Durch Hinzufügen von leichten Merkmalen zum Kristall die räumliche Auflösung des Detektorskann auf die Millimeterskala verbessert werden, wodurch die Gesamtauflösung der Tomographie verbessert werden kann.
Die traditionelle Methode von jedochphysisch pixelndDie Kristalle sind akomplexer, teuer und mühsamer Prozess. Zusätzlich die Verpackungsanteile und Empfindlichkeit des Detektorskann kompromittiert werdenwegen desNicht skundillierende reflektierende Materialien verwendet.
Sie können das ursprüngliche Forschungsarbeit hier anzeigen. (Von ResearchGate)
Untergrund -Lasergravur fürSzintillationskristall
Ein alternativer Ansatz ist die Verwendung vonSSLE -Techniken (Untergrundlasergravur)Für Szintillatorkristalle.
Durch die Fokussierung eines Lasers innerhalb des Kristalls, erzeugte die Wärmekann ein kontrolliertes Muster von Mikrorissen erzeugenDaswirken als reflektierende Struktureneffektiv erstellenLeichte Pixelohne die Notwendigkeit einer physischen Trennung.
1. Es ist keine physikalische Pixelierung des Kristalls erforderlich,Komplexität und Kosten senken.
2. Die optischen Eigenschaften und die Geometrie der reflektierenden Strukturen können seinpräzise kontrolliertAktivieren Sie das Design von benutzerdefinierten Pixelformen und -größen.
3.. Lesen- und DetektorarchitekturBleiben Sie gleich wie bei standardmäßigen pixeligen Arrays.
Lasergravurprozess (SSLE) für Szintillatorkristall
Der SSLE -Gravurprozess beinhaltetdie folgenden Schritte:
1. Das Design:
Simulation und Design dergewünschte Pixelarchitektur, einschließlichAbmessungenUndoptische Eigenschaften.
2. Das CAD -Modell:
Schaffung von adetailliertes CAD -Modellder Mikrorissenverteilung,Basierend auf den SimulationsergebnissenUndLasergravurspezifikationen.
3.. Starten Sie ein Gravur:
Tatsächliche Gravur des Lyso -Kristalls unter Verwendung des Lasersystems,Anleitung vom CAD -Modell.
SSLE -Entwicklungsverfahren: (a) Simulationsmodell, (b) CAD -Modell, (c) graviertes Lyso, (d) Feldflutungsdiagramm
4. Ergebnisbewertung:
Bewertung der Leistung des gravierten Kristals mit aHochwasserfeldbildUndGaußsche AnpassungBewertung der Pixelqualität und räumlichen Auflösung.
Untergrund -Lasergravur in 2 Minuten erklärt
DerUntergrund -LasergravurentechnikFür Szintillator Crystals bietet eineTransformativer Ansatzzur Pixelierung dieser Materialien.
Durch die präzise Kontrolle über die optischen Eigenschaften und die Geometrie der reflektierenden Strukturen diese MethodeErmöglicht die Entwicklung innovativer DetektorarchitekturenmitVerbesserte räumliche Auflösung und Leistung, alleohnedie Notwendigkeit einer komplexen und kostspieligen physischen Pixelung.
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Untergrund Lasergravur -Szintillationskristall?
Ergebnisse für SSLE Szintillation Crystal
1. Verbesserte Lichtausbeute
Links: Gravures Oberflächenreflexionsvermögen Asymmetrie DOI -Übersicht.
Rechts: Pixelverschiebung doi.
Der Vergleich von Impulsen zwischenSSLE -Arrays (unterirdische Lasergravierte)UndKonventionelle Arraysdemonstriert aweitaus bessere Lichtausbeute für SSLE.
Dies ist wahrscheinlich auf die zurückzuführenAbwesenheit von Plastikreflektorenzwischen den Pixeln, die optische Fehlanpassung und Photonenverlust verursachen können.
Die verbesserte Lichtausbeute bedeutetMehr Licht für die gleichen Energieimpulse, SSLE zu einem wünschenswerten Merkmal machen.
2. Verbessertes Zeitverhalten
Ein Bild des Szintillationskristalls
Kristalllänge hat anachteilige Auswirkung auf das Timing, was für Positron -Emissionstomographie (PET) -Anwendungen von entscheidender Bedeutung ist.
Allerdings dieHöhere Empfindlichkeit von SSLE -KristallenErmöglicht die Verwendung vonKürzere Kristalle, was kannVerbessern Sie das Zeitverhalten des Systems.
Simulationen haben auch vorgeschlagen, dass unterschiedliche Pixelformen wie sechseckell oder dodekagonal sein könnenführen zu einer besseren leichten und zeitlichen Leistungähnlich wie die Prinzipien der optischen Fasern.
3.. Kosteneffektive Vorteile
Ein Bild des Szintillatorkristalls
Im Vergleich zu monolithischen Blöcken der Preis für SSLE -KristalleKann so niedrig sein wieein Drittelder Kostendes entsprechenden pixeligen Arrays abhängig von den Pixelabmessungen.
Zusätzlich dieHöhere Empfindlichkeit von SSLE -KristallenerlaubtDie Verwendung kürzerer Kristalle, Weitere Reduzierung der Gesamtkosten.
Die SSLE -Technik erfordert eine geringere Laserleistung im Vergleich zum Laserschneidgünstigere SSLE -Systemeim Vergleich zu Laserschmelzen oder Schneideinrichtungen.
DerErste Investition in Infrastruktur und SchulungFür SSLE ist auch erheblich niedrigerals die Kosten für die Entwicklung eines Haustierdetektors.
4. Designflexibilität und -anpassung
Der Prozess der Gravur -SSLE -Kristalle istnicht zeitaufwändigmit einer ungefähren15 Minutenmusste ein 12,8x12.8x12 mm, 3-Kristall-Array eingravieren.
Derflexible Natur, Kosteneffizienz, UndLeichte Herstellung von SSLE -Kristallenzusammen mit ihrenÜberlegene Packanteil, kompensieren dieleicht minderwertige räumliche Auflösungim Vergleich zu Standard -Pixel -Arrays.
Nichtkonventionelle Pixelgeometrien
SSLE ermöglicht die Erforschung vonNichtkonventionelle PixelgeometrienErmöglichenpräzise mit den spezifischen Anforderungen jeder Anwendung übereinstimmen, wie Kollimatoren oder die Dimensionen von Silizium -Photomultiplierpixeln.
Kontrollierte Lichtbeteiligung
Kontrollierter Lichttausch kann durch präzise Manipulation der optischen Eigenschaften der gravierten Oberflächen erreicht werden,Erleichterung einer weiteren Miniaturisierung von Gamma -Detektoren.
Exotische Designs
Exotische Designswie Voronoi -Tessellations kann seinleicht in monolithischen Kristallen eingraviert. Darüber hinaus kann eine zufällige Verteilung der Pixelgrößen die Einführung komprimierter Erfassungstechniken ermöglichen und die umfangreiche Lichtfreigabe nutzen.
Maschinen für den Untergrund -Lasergravur
Das Herz der Lasererstellung unter der Oberfläche liegt in der Lasergravurmaschine. Diese Maschinen verwendenEin hochrangiger grüner Laser, speziell entwickelt fürUntergrund -Lasergravur in Kristall.
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Für unterirdische Lasergravur,Präzision ist entscheidendzum Erstellen detaillierter und komplizierter Gravuren. Der fokussierte Strahl des Laserspräzise interagiertmit der inneren Struktur des Kristalls,Erstellen des 3D -Bildes.
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