Cristal de centelleo
(Grabado láser subsuperficial)
Detectores baseados en escintilación, utilizando escintiladores de cristal inorgánico pixelados, sonamplamente utilizado para a detección de partículas e radiación, incluíndo enescáneres de tomografía por emisión de positrones (PET)..
Engadindo características de guía de luz ao cristal, a resolución espacial do detectorpódese mellorar a escala milimétrica, mellorando a resolución global do tomógrafo.
Non obstante, o método tradicional depixelando fisicamenteos cristais é unproceso complexo, caro e laborioso. Ademais, a fracción de embalaxe e a sensibilidade do detectorpode verse comprometidadebido ámateriais reflectores non centelleantes empregados.
Podes ver o traballo de investigación orixinal aquí. (De ResearchGate)
Gravado láser subterráneo paraCristal de centelleo
Un enfoque alternativo é o uso deTécnicas de gravado láser subterráneo (SSLE).para cristais escintiladores.
Ao enfocar un láser dentro do cristal, a calor xeradapode crear un patrón controlado de microfisurasisoactúan como estruturas reflexivas, creando efectivamentepíxeles que guían a luzsen necesidade de separación física.
1. Non se precisa pixelación física do cristal,reducindo a complexidade e o custo.
2. As características ópticas e xeometría das estruturas reflectoras poden sercontrolado con precisión, permitindo o deseño de formas e tamaños de píxeles personalizados.
3. Arquitectura de lectura e detectorpermanecen igual que para as matrices pixeladas estándar.
Proceso de gravado con láser (SSLE) para cristal centelleante
O proceso de gravado SSLE implicaos seguintes pasos:
1. O deseño:
Simulación e deseño doarquitectura de píxeles desexada, incluíndodimensiónsecaracterísticas ópticas.
2. O modelo CAD:
Creación de aModelo CAD detalladoda distribución de microcrack,en base aos resultados da simulacióneespecificacións de gravado con láser.
3. Comezar a gravar:
Gravado real do cristal LYSO usando o sistema láser,guiado polo modelo CAD.
Procedemento de desenvolvemento de SSLE: (A) Modelo de simulación, (B) Modelo CAD, (C) LYSO gravado, (D) Diagrama de inundación de campo
4. Avaliación de resultados:
Avaliación do rendemento do cristal gravado mediante aimaxe do campo de inundacióneAxuste gaussianopara avaliar a calidade dos píxeles e a resolución espacial.
Gravado láser subterráneo EXPLICADO en 2 minutos
OTécnica de gravado láser subterráneopara cristais centelleadores ofrece aenfoque transformadorá pixelación destes materiais.
Ao proporcionar un control preciso sobre as características ópticas e xeometría das estruturas reflectantes, este métodopermite o desenvolvemento de arquitecturas de detectores innovadorasconresolución espacial e rendemento mellorados, todossena necesidade dunha pixelación física complexa e custosa.
Queres saber máis sobre:
Cristal de centelleo de gravado con láser subterráneo?
Achados para o cristal de centelleo SSLE
1. Mellora do rendemento luminoso
Esquerda: Visión xeral do DOI da asimetría de reflectividade da superficie gravada.
Dereita: Pixel Displacement DoI.
A comparación de pulsos entrematrices de gravado con láser subterráneo (SSLE).ematrices convencionaisdemostra arendemento luminoso moito mellor para SSLE.
Isto é probablemente debido áausencia de reflectores de plásticoentre os píxeles, o que pode provocar desaxustes ópticos e perda de fotóns.
O rendemento luminoso mellorado significamáis luz para os mesmos pulsos de enerxía, facendo do SSLE unha característica desexable.
2. Comportamento de tempo mellorado
Unha imaxe de cristal de centelleo
A lonxitude do cristal ten aefecto prexudicial sobre o tempo, que é crucial para as aplicacións de Tomografía por Emisión de Positrones (PET).
Porén, omaior sensibilidade dos cristais SSLEpermite o uso decristais máis curtos, que podemellorar o comportamento temporal do sistema.
As simulacións tamén suxeriron que poden existir diferentes formas de píxeles, como hexagonal ou dodecagonallevar a un mellor rendemento de guiado da luz e tempo, semellante aos principios das fibras ópticas.
3. Vantaxes rendibles
Unha imaxe do cristal escintilador
En comparación cos bloques monolíticos, o prezo dos cristais SSLEpode ser tan baixo comoun terzodo custoda matriz pixelada correspondente, dependendo das dimensións do pixel.
Ademais, omaior sensibilidade dos cristais SSLEpermiteo uso de cristais máis curtos, reducindo aínda máis o custo global.
A técnica SSLE require menor potencia do láser en comparación co corte con láser, permitindosistemas SSLE menos carosen comparación coas instalacións de fusión ou corte con láser.
Oinvestimento inicial en infraestruturas e formaciónpara SSLE tamén é significativamente menorque o custo de desenvolver un detector de PET.
4. Flexibilidade e personalización do deseño
O proceso de gravado de cristais SSLE énon leva tempo, cun aproximado15 minutosnecesario para gravar unha matriz de 3 cristais de 12,8x12,8x12 mm.
Onatureza flexible, rendibilidade, efacilidade de preparación de cristais SSLE, xunto cos seusfracción de envasado superior, compensar oresolución espacial lixeiramente inferioren comparación con matrices pixeladas estándar.
Xeometrías de píxeles non convencionais
SSLE permite a exploración dexeometrías de píxeles non convencionais, permitindo que os píxeles centelleantes sexancorresponden con precisión aos requisitos específicos de cada aplicación, como os colimadores ou as dimensións dos píxeles do fotomultiplicador de silicio.
Compartición de luz controlada
A distribución de luz controlada pódese conseguir mediante a manipulación precisa das características ópticas das superficies gravadas.facilitando unha maior miniaturización dos detectores gamma.
Deseños exóticos
Deseños exóticos, como as teselacións de Voronoi, poden serfacilmente gravado dentro de cristais monolíticos. Ademais, unha distribución aleatoria de tamaños de píxeles pode permitir a introdución de técnicas de detección comprimida, aproveitando a ampla compartición de luz.
Máquinas para o gravado láser subterráneo
O corazón da creación do láser subterráneo reside na máquina de gravado con láser. Estas máquinas utilizanun láser verde de alta potencia, deseñado específicamente paragravado láser subterráneo en cristal.
OUnha e única soluciónnunca necesitarás para o gravado láser subterráneo.
Soportes6 Configuracións diferentes
DesdeAfeccionado a pequena escala to Produción a gran escala
Precisión de localización repetida at <10 μm
Precisión cirúrxicapara talla láser 3D
Máquina de gravado láser de cristal 3D(SSLE)
Para o gravado láser subterráneo,a precisión é fundamentalpara crear gravados detallados e intrincados. O feixe enfocado do láserinteractúa precisamentecoa estrutura interna do cristal,creando a imaxe 3D.
Portátil, preciso e avanzado
Corpo láser compactopara SSLE
A proba de golpes&Máis seguro para principiantes
Gravado de cristal rápidoata 3600 puntos/segundo
Gran compatibilidadeen Deseño