Cristal de centelleo
(Grabado láser subterránea)
Detectores basados en el centelleo, usando centelleadores de cristal inorgánicos pixelados, sonampliamente utilizado para la detección de partículas y radiación, incluso enescáneres de tomografía de emisión de positrones (PET).
Al agregar características de guía de luz al cristal, la resolución espacial del detectorSe puede mejorar a la escala milimétrica, mejorando la resolución general del tomógrafo.
Sin embargo, el método tradicional depixelando físicamenteLos cristales son unproceso complejo, costoso y laborioso. Además, la fracción de embalaje y la sensibilidad del detectorpuede verse comprometidoDebido a laMateriales reflectantes no incorporadores utilizados.
Puede ver el trabajo de investigación original aquí. (De Researchgate)
Grabado láser subsuperficial paraCristal de centelleo
Un enfoque alternativo es el uso deTécnicas de grabado láser (SSLE) subterráneopara cristales de centelleador.
Al enfocar un láser dentro del cristal, el calor generadopuede crear un patrón controlado de microcracksesoactuar como estructuras reflexivas, creando efectivamentepíxeles de guía de luzsin la necesidad de separación física.
1. No se requiere pixelación física del cristal,Reducir la complejidad y el costo.
2. Las características ópticas y la geometría de las estructuras reflexivas pueden sercontrolado con precisión, habilitando el diseño de formas y tamaños de píxeles personalizados.
3. Lectura y arquitectura del detectorpermanecen igual que para matrices pixeladas estándar.
Proceso de grabado con láser (SSLE) para Scintillator Crystal
El proceso de grabado SSLE implicalos siguientes pasos:
1. El diseño:
Simulación y diseño delarquitectura de píxel deseada, incluidodimensionesycaracterísticas ópticas.
2. El modelo CAD:
Creación de unModelo CAD detalladode la distribución de microcrack,Basado en los resultados de la simulaciónyEspecificaciones de grabado con láser.
3. Comienza a grabar:
Grabado real del cristal Lyso usando el sistema láser,guiado por el modelo CAD.
Procedimiento de desarrollo de SSLE: (a) Modelo de simulación, (b) Modelo CAD, (c) Lyso grabado, (d) Diagrama de inundación de campo
4. Evaluación de resultados:
Evaluación del rendimiento del cristal grabado utilizando unImagen de campo de inundaciónyAjuste gaussianopara evaluar la calidad del píxel y la resolución espacial.
Grabado láser subsuperficial explicado en 2 minutos
Eltécnica de grabado láser subterráneopara Scintillator Crystals ofrece unenfoque transformadora la pixelación de estos materiales.
Al proporcionar un control preciso sobre las características ópticas y la geometría de las estructuras reflexivas, este métodopermite el desarrollo de arquitecturas de detectores innovadorasconResolución espacial y rendimiento mejorados, todosinLa necesidad de pixelación física compleja y costosa.
Quiero saber más sobre:
¿Cristal de centelleo de grabado láser subsuperficial?
Hallazgos para el cristal de ssle Scintillation
1. Rendimiento de luz mejorado
Izquierda: descripción general de la asimetría de reflectividad de la superficie grabada.
Derecha: desplazamiento de píxeles doi.
La comparación de pulsos entreMatrices de láser grabado (SSLE) subterráneoymatrices convencionalesdemuestra unContinúa de luz mucho mejor para SSLE.
Esto probablemente se deba a laausencia de reflectores de plásticoentre los píxeles, que pueden causar desajuste óptico y pérdida de fotones.
El rendimiento de la luz mejorado significamás luz para los mismos pulsos de energía, haciendo de SSLE una característica deseable.
2. Comportamiento de tiempo mejorado
Una imagen de cristal de centelleo
La longitud del cristal tiene unefecto perjudicial sobre el tiempo, que es crucial para las aplicaciones de tomografía de emisión de positrones (PET).
Sin embargo, elmayor sensibilidad de los cristales de SSLEpermite el uso decristales más cortos, que puedeMejorar el comportamiento de tiempo del sistema.
Las simulaciones también han sugerido que diferentes formas de píxeles, como hexagonal o dodecagonal, mayoconducir a un mejor rendimiento de guías de luz y tiempo, similar a los principios de las fibras ópticas.
3. Ventajas rentables
Una imagen de Scintillator Crystal
En comparación con los bloques monolíticos, el precio de los cristales de SSLEpuede ser tan bajo comoun terciodel costode la matriz pixelada correspondiente, dependiendo de las dimensiones de píxeles.
Además, elmayor sensibilidad de los cristales de SSLEpermitirel uso de cristales más cortos, reduciendo aún más el costo general.
La técnica SSLE requiere una potencia láser más baja en comparación con el corte con láser, lo que permiteSistemas de SSLE menos costososen comparación con las instalaciones de fusión o corte con láser.
Elinversión inicial en infraestructura y capacitaciónporque ssle también es significativamente más bajoque el costo de desarrollar un detector de mascotas.
4. Flexibilidad y personalización de diseño
El proceso de grabado de cristales ssle esNo lleva mucho tiempo, con un aproximado15 minutosNecesario grabar una matriz de 12.8x12.8x12 mm, 3 cristales.
Elnaturaleza flexible, rentabilidad, yFacilidad de preparación de cristales SSLE, junto con sufracción de embalaje superior, compensar elresolución espacial ligeramente inferioren comparación con matrices pixeladas estándar.
Geometrías de píxeles no convencionales
Ssle permite la exploración degeometrías de píxeles no convencionales, permitiendo que los píxeles centelleantes seancon precisión coincidir con los requisitos específicos de cada aplicación, como colimadores o las dimensiones de los píxeles fotomultiplicadores de silicio.
SHAINGE CONTROLADO
El intercambio de luz controlado se puede lograr mediante una manipulación precisa de las características ópticas de las superficies grabadas,facilitando una miniaturización adicional de los detectores gamma.
Diseños exóticos
Diseños exóticos, como las teselaciones voronoi, pueden serfácilmente grabado dentro de cristales monolíticos. Además, una distribución aleatoria de los tamaños de píxeles puede permitir la introducción de técnicas de detección comprimidas, aprovechando el extenso intercambio de luz.
Máquinas para grabado láser subsuperficial
El corazón de la creación láser subsuperficial se encuentra en la máquina de grabado láser. Estas máquinas utilizanun láser verde de alta potencia, diseñado específicamente paraGrabado láser subterráneo en Crystal.
ElSolución One & Onlyalguna vez necesitará grabado láser subsuperficial.
Soporte6 configuraciones diferentes
DeAficionado a pequeña escala to Producción a gran escala
Precisión de ubicación repetida at <10 μm
Precisión quirúrgicapara talla láser 3D
Máquina de grabado láser de cristal 3D(Ssle)
Para el grabado láser subsuperficial,La precisión es crucialpara crear grabados detallados e intrincados. El haz enfocado del láserinteractúa precisamentecon la estructura interna del cristal,creando la imagen 3D.
Portátil, preciso y avanzado
Cuerpo láser compactopara ssle
A prueba de choquesYMás seguro para principiantes
Grabado de cristal rápidohasta 3600 puntos/segundo
Gran compatibilidaden diseño