Cristal de centelleo
(Gravado láser subsuperficial)
Detectores baseados en escintilación, empregando centelleadores de cristal inorgánico pixelado, sonamplamente utilizado para a detección de partículas e radiación, incluíndo enescáneres de tomografía por emisión de positróns (PET).
Ao engadir características de guía de luz ao cristal, a resolución espacial do detectorpódese mellorar a escala milimétrica, aumentando a resolución xeral da tomógrafa.
Non obstante, o método tradicional depixelado fisicamenteos cristais son unproceso complexo, caro e laboriosoAdemais, a fracción de empaquetamento e a sensibilidade do detectorpode verse comprometidodebido ámateriais reflectantes non centelleantes empregados.
Podes ver o artigo de investigación orixinal aquí. (De ResearchGate)
Gravado láser subsuperficial paraCristal de centelleo
Unha estratexia alternativa é o uso detécnicas de gravado láser subsuperficial (SSLE)para cristais centelleadores.
Ao enfocar un láser dentro do cristal, a calor xeradapode crear un patrón controlado de microfissurasisoactúan como estruturas reflexivas, creando eficazmentepíxeles guía de luzsen necesidade de separación física.
1. Non se require pixelación física do cristal,reducindo a complexidade e o custo.
2. As características ópticas e a xeometría das estruturas reflectantes pódensecontrolado con precisión, o que permite o deseño de formas e tamaños de píxeles personalizados.
3. Arquitectura de lectura e detectorpermanecen iguais que para as matrices pixeladas estándar.
Proceso de gravado láser (SSLE) para cristal centelleador
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 dunmodelo CAD detalladoda distribución de microfisuras,baseado nos resultados da simulacióneespecificacións de gravado láser.
3. Comezar o gravado:
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 unimaxe de campo de inundacióneAxuste gaussianopara avaliar a calidade dos píxeles e a resolución espacial.
Gravado láser subsuperficial EXPLICADO en 2 minutos
O/Atécnica de gravado láser subterráneopara cristais centelleadores ofrece unhaenfoque transformadorá pixelización destes materiais.
Ao proporcionar un control preciso sobre as características ópticas e a 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 para gravado láser subsuperficial?
Achados para o cristal de centelleo SSLE
1. Rendemento de luz mellorado
Esquerda: Resumo da asimetría de reflectividade superficial gravada.
Dereita: DoI de desprazamento de píxeles.
A comparación de pulsos entrematrices gravadas con láser subterráneo (SSLE)ematrices convencionaisdemostra unharendemento luminoso moito mellor para SSLE.
Isto probablemente se deba áausencia de reflectores de plásticoentre os píxeles, o que pode causar desaxuste óptico e perda de fotóns.
O rendemento luminoso mellorado significamáis luz para os mesmos pulsos de enerxía, facendo de SSLE unha característica desexable.
2. Comportamento de temporización mellorado
Unha imaxe dun cristal de centelleo
A lonxitude do cristal ten unhaefecto prexudicial sobre o tempo, que é crucial para as aplicacións da tomografía por emisión de positróns (PET).
Non obstante, 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 as hexagonais ou as dodecagonais.levar a un mellor rendemento de guía da luz e temporización, semellantes aos principios das fibras ópticas.
3. Vantaxes rendibles
Unha imaxe do cristal centelleador
En comparación cos bloques monolíticos, o prezo dos cristais SSLEpode ser tan baixo comoun terzodo custoda matriz pixelada correspondente, dependendo das dimensións dos píxeles.
Ademais, omaior sensibilidade dos cristais SSLEpermiteo uso de cristais máis curtos, reducindo aínda máis o custo total.
A técnica SSLE require unha potencia láser menor en comparación co corte por láser, o que permitesistemas SSLE máis baratosen comparación coas instalacións de fusión ou corte por láser.
O/Ainvestimento inicial en infraestruturas e formaciónpara SSLE tamén é significativamente menorque o custo de desenvolver un detector de PET.
4. Flexibilidade de deseño e personalización
O proceso de gravado de cristais SSLE énon leva moito tempo, cunha aproximación15 minutosnecesario para gravar unha matriz de 3 cristais de 12,8x12,8x12 mm.
O/Anatureza flexible, rendibilidade, efacilidade de preparación de cristais SSLE, xunto cos seusfracción de empaquetamento superior, compensar aresolución espacial lixeiramente inferioren comparación coas matrices pixeladas estándar.
Xeometrías de píxeles non convencionais
SSLE permite a exploración dexeometrías de píxeles non convencionais, permitindo que os píxeles brillantes sexanadaptado con precisión aos requisitos específicos de cada aplicación, como os colimadores ou as dimensións dos píxeles fotomultiplicadores de silicio.
Compartición de luz controlada
A distribución controlada da luz 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 sergravado facilmente dentro de cristais monolíticosAdemais, unha distribución aleatoria de tamaños de píxeles pode permitir a introdución de técnicas de detección comprimidas, aproveitando a ampla compartición da luz.
Máquinas para gravado láser subsuperficial
O corazón da creación con láser subxacente reside na máquina de gravado láser. Estas máquinas utilizanun láser verde de alta potencia, deseñado especificamente paraGravado láser subsuperficial en cristal.
O/ASolución únicaque precisarás para o gravado láser subsuperficial.
Soportes6 configuracións diferentes
DeAfeccionado a pequena escala to Produción a grande escala
Precisión da localización repetida at <10 μm
Precisión cirúrxicapara talla láser 3D
Máquina de gravado láser de cristal 3D(SSLE)
Para gravado láser subsuperficial,a precisión é crucialpara crear gravados detallados e complexos. O feixe enfocado do láserinteractúa con precisióncoa estrutura interna do cristal,creando a imaxe en 3D.
Portátil, preciso e avanzado
Corpo láser compactopara SSLE
Resistente aos golpes&Máis seguro para principiantes
Gravado rápido en cristalata 3600 puntos/segundo
Gran compatibilidadeen Deseño