Cristal de escintilación
(Sub -Surface Láser Gravado)
Detectores baseados na escintilación, empregando escintiladores de cristal inorgánico pixelados, sonamplamente usado para a detección de partículas e radiacións, incluído enEscáneres de tomografía por emisión de positrones (PET).
Engadindo funcións que guían a luz ao cristal, a resolución espacial do detectorPódese mellorar á escala do milímetro, aumentando a resolución global do tomografía.
Non obstante, o método tradicional depixelante físicamenteOs cristais son unproceso complexo, caro e laborioso. Ademais, a fracción de embalaxe e a sensibilidade do detectorpode estar comprometidodebido aoMateriais reflectantes non escintilantes empregados.
Podes ver o traballo de investigación orixinal aquí. (De ResearchGate)
Gravado por láser subsuperficial paraCristal de escintilación
Un enfoque alternativo é o uso deTécnicas de gravado láser (SSLE)para cristais de scintilador.
Ao centrar un láser dentro do cristal, a calor xeradapode crear un patrón controlado de microcracksisoactúa como estruturas reflexivas, creando efectivamentepíxeles guiados por luzsen necesidade de separación física.
1. Non se precisa pixelación física do cristal,reducindo a complexidade e o custo.
2. As características ópticas e a xeometría das estruturas reflectantes poden sercontrolado con precisión, habilitando o deseño de formas e tamaños de píxeles personalizados.
3. Lectura e arquitectura de detectorpermanece o mesmo que para as matrices pixeladas estándar.
Proceso de gravado láser (SSLE) para o cristal do scintilador
Implica o proceso de gravado SSLEos seguintes pasos:
1. O deseño:
Simulación e deseño doArquitectura de píxeles desexada, incluídodimensiónseCaracterísticas ópticas.
2. O modelo CAD:
Creación dunModelo CAD detalladoda distribución de microcrack,Con base nos resultados da simulacióneEspecificacións de gravado por láser.
3. Comezar o gravado:
Gravado real do cristal Lyso usando o sistema láser,Guiado polo modelo CAD.
Procedemento de desenvolvemento SSLE: (a) modelo de simulación, (b) modelo CAD, (c) Lyso gravado, (d) Diagrama de inundacións de campo
4. Avaliación de resultados:
Avaliación do rendemento do cristal gravado mediante unImaxe de campo de inundacióneEncaixe gaussianoPara avaliar a calidade do píxel e a resolución espacial.
O gravado de láser subsuperficial explicado en 2 minutos
OTécnica de gravado en láser subsuperficialPara os cristais de Scintilator ofrece unenfoque transformadorá pixelación destes materiais.
Ao proporcionar un control preciso sobre as características ópticas e a xeometría das estruturas reflectantes, este métodoPermite o desenvolvemento de arquitecturas de detector innovadorasconMellor resolución espacial e rendemento, todosena necesidade de pixelación física complexa e custosa.
Quero saber máis sobre:
Crystal de escintilación de gravación de láser subsuperficial?
Conclusións para o cristal de escintilación SSLE
1. Mellor rendemento da luz
Esquerda: Reflectividade da superficie gravada Asimetría DOI Visión xeral.
Dereito: Pixel Doi.
A comparación de pulsos entreArrays Subsurface Láser Gravado (SSLE)eArrayas convencionaisdemostra aRendemento de luz moito mellor para SSLE.
Isto é probable debido aoAusencia de reflectores de plásticoentre os píxeles, o que pode causar desaxustes ópticos e perda de fotóns.
O rendemento de luz mellorado significamáis luz para os mesmos pulsos de enerxía, facendo de SSLE unha característica desexable.
2. Mellor comportamento de cronometraxe
Unha imaxe de cristal de escintilación
A lonxitude do cristal ten unefecto prexudicial no tempo, que é crucial para as aplicacións de tomografía por emisión de positrones (PET).
Non obstante, omaior sensibilidade dos cristais SSLEpermite o uso decristais máis curtos, que podeMellora o comportamento de cronometraxe do sistema.
As simulacións tamén suxeriron que diferentes formas de píxeles, como hexagonal ou dodecagonal, podenlevar a un mellor rendemento de luz e tempo de tempo, semellante aos principios das fibras ópticas.
3. Vantaxes rendibles
Unha imaxe do cristal de scintilador
En comparación cos bloques monolíticos, o prezo dos cristais SSLEpode ser tan baixo comoun terzodo custoda correspondente matriz pixelada, dependendo das dimensións do píxel.
Ademais, omaior sensibilidade dos cristais SSLEpermiteo uso de cristais máis curtos, reducindo aínda máis o custo global.
A técnica SSLE require unha potencia láser menor en comparación co corte de láser, permitindoSistemas SSLE menos carosen comparación coas instalacións de fusión ou corte láser.
OInvestimento inicial en infraestruturas e formaciónporque SSLE tamén é significativamente menorque o custo de desenvolver un detector de mascotas.
4. Flexibilidade e personalización do deseño
O proceso de gravación de cristais SSLE éNon leva moito tempo, cunha aproximación15 minutosnecesario para gravar unha matriz de 12.8x12.8x12 mm, 3 cristal.
Onatureza flexible, Efectividade do custo, efacilidade de preparación de cristais ssle, xunto cos seusFracción de embalaxe superior, compensar oResolución espacial lixeiramente inferiorEn comparación coas matrices pixeladas estándar.
Xeometrías de píxeles non convencionais
SSLE permite a exploración deXeometrías de píxeles non convencionais, permitindo que sexan os píxeles escintilantescon precisión coincidir cos requisitos específicos de cada aplicación, como os colimadores ou as dimensións dos píxeles fotomultiplicadores de silicio.
Intercambio de luz controlada
O intercambio de luz controlado pódese conseguir mediante unha manipulación precisa das características ópticas das superficies gravadas,Facilitando unha maior miniaturización de detectores gamma.
Deseños exóticos
Deseños exóticos, como as tesselacións de Voronoi, poden serfacilmente gravado dentro dos cristais monolíticos. Ademais, unha distribución aleatoria de tamaños de píxeles pode permitir a introdución de técnicas de detección comprimida, aproveitando a extensa compartición de luz.
Máquinas para o gravado láser subsuperficial
O corazón da creación de láser subsuperficial está na máquina de gravado láser. Estas máquinas utilizanun láser verde de alta potencia, deseñado especificamente paraGravado por láser subsuperficial en cristal.
OSolución One & OnlyAlgunha vez necesitarás para o gravado de láser subsuperficial.
Soportes6 configuracións diferentes
DeAfeccionado a pequena escala to Produción a gran escala
Precisión de localización repetida at <10μm
Precisión cirúrxicapara talla láser 3D
Máquina de gravado láser de cristal 3D(SSLE)
Para o gravado láser subsuperficial,A precisión é crucialpor crear gravados detallados e intrincados. O feixe centrado no láserinteractúa precisamentecoa estrutura interna do cristal,creando a imaxe 3D.
Portátil, preciso e avanzado
Corpo láser compactopara ssle
A proba de choque&Máis seguro para os principiantes
Gravado rápido de cristalata 3600 puntos/segundo
Gran compatibilidadeen deseño