Cristallo scintillante
(Incisione laser sottosuperficiale)
Rivelatori a scintillazione, utilizzando scintillatori a cristalli inorganici pixelati, sonoampiamente utilizzato per il rilevamento di particelle e radiazioni, compreso inscanner per tomografia a emissione di positroni (PET)..
Aggiungendo caratteristiche di guida della luce al cristallo, la risoluzione spaziale del rilevatorepuò essere migliorato su scala millimetrica, migliorando la risoluzione complessiva del tomografo.
Tuttavia, il metodo tradizionale difisicamente pixelatoi cristalli sono aprocesso complesso, costoso e laborioso. Inoltre, la frazione di impaccamento e la sensibilità del rilevatorepuò essere compromessoa causa delmateriali riflettenti non scintillanti utilizzati.
Puoi visualizzare il documento di ricerca originale qui. (Da ResearchGate)
Incisione laser sottosuperficiale perCristallo scintillante
Un approccio alternativo è l'uso ditecniche di incisione laser sotterranea (SSLE).per i cristalli scintillatori.
Focalizzando un laser all'interno del cristallo, si genera calorepuò creare uno schema controllato di microfessureQuelloagiscono come strutture riflettenti, creando effettivamentepixel che guidano la lucesenza la necessità di separazione fisica.
1. Non è richiesta alcuna pixelizzazione fisica del cristallo,riducendo complessità e costi.
2. Le caratteristiche ottiche e la geometria delle strutture riflettenti possono esserecontrollato con precisione, consentendo la progettazione di forme e dimensioni di pixel personalizzate.
3. Architettura della lettura e del rivelatorerimangono gli stessi degli array pixelati standard.
Processo di incisione laser (SSLE) per cristalli scintillanti
Il processo di incisione SSLE prevedei seguenti passaggi:
1. Il design:
Simulazione e progettazione delarchitettura dei pixel desiderata, compresodimensioniEcaratteristiche ottiche.
2. Il modello CAD:
Creazione di amodello CAD dettagliatodella distribuzione delle microfessure,sulla base dei risultati della simulazioneEspecifiche dell'incisione laser.
3. Inizia l'incisione:
Incisione vera e propria del cristallo LYSO mediante il sistema laser,guidato dal modello CAD.
Procedura di sviluppo SSLE: (A) Modello di simulazione, (B) Modello CAD, (C) LYSO inciso, (D) Diagramma dell'inondazione del campo
4. Valutazione dei risultati:
Valutazione delle prestazioni del cristallo inciso utilizzando aimmagine del campo alluvionaleEAdattamento gaussianoper valutare la qualità dei pixel e la risoluzione spaziale.
Incisione laser sotterranea SPIEGATA in 2 minuti
ILtecnica di incisione laser sottosuperficialeper i cristalli scintillatori offre aapproccio trasformativoalla pixelizzazione di questi materiali.
Fornendo un controllo preciso sulle caratteristiche ottiche e sulla geometria delle strutture riflettenti, questo metodoconsente lo sviluppo di architetture di rilevatori innovativeconrisoluzione spaziale e prestazioni migliorate, Tuttosenzala necessità di una pixelizzazione fisica complessa e costosa.
Vuoi saperne di più su:
Cristallo scintillante con incisione laser nel sottosuolo?
Risultati per il cristallo scintillante SSLE
1. Resa luminosa migliorata
A sinistra: panoramica della DoI sull'asimmetria della riflettività della superficie incisa.
A destra: DoI spostamento dei pixel.
Il confronto degli impulsi traarray subsuperficiali incisi al laser (SSLE).Earray convenzionalidimostra aresa luminosa di gran lunga migliore per SSLE.
Ciò è probabilmente dovuto aassenza di riflettori in plasticatra i pixel, il che può causare disadattamento ottico e perdita di fotoni.
La migliore resa luminosa significapiù luce per gli stessi impulsi energetici, rendere SSLE una caratteristica desiderabile.
2. Comportamento temporale migliorato
Un'immagine di cristallo scintillante
La lunghezza del cristallo ha aeffetto negativo sui tempi, che è fondamentale per le applicazioni della tomografia a emissione di positroni (PET).
Tuttavia, ilmaggiore sensibilità dei cristalli SSLEconsente l'utilizzo dicristalli più corti, che puòmigliorare il comportamento temporale del sistema.
Le simulazioni hanno anche suggerito che diverse forme di pixel, come esagonale o dodecagonale, possanoportare a migliori prestazioni di guida della luce e di temporizzazione, simili ai principi delle fibre ottiche.
3. Vantaggi economici
Un'immagine del cristallo scintillante
Rispetto ai blocchi monolitici, il prezzo dei cristalli SSLEpuò essere basso comeun terzodel costodella matrice pixel corrispondente, a seconda delle dimensioni dei pixel.
Inoltre, ilmaggiore sensibilità dei cristalli SSLEconsentel'uso di cristalli più corti, riducendo ulteriormente il costo complessivo.
La tecnica SSLE richiede una potenza laser inferiore rispetto al taglio laser, consentendosistemi SSLE meno costosirispetto agli impianti di fusione o taglio laser.
ILinvestimento iniziale in infrastrutture e formazioneanche per SSLE è notevolmente inferiorerispetto al costo di sviluppo di un rilevatore PET.
4. Flessibilità e personalizzazione del design
Il processo di incisione dei cristalli SSLE ènon richiede molto tempo, con un valore approssimativo15 minutinecessario per incidere una matrice di 3 cristalli di 12,8x12,8x12 mm.
ILnatura flessibile, rapporto costo-efficacia, Efacilità di preparazione dei cristalli SSLE, insieme al lorofrazione di imballaggio superiore, compensare ilrisoluzione spaziale leggermente inferiorerispetto agli array pixelati standard.
Geometrie dei pixel non convenzionali
SSLE consente l'esplorazione digeometrie dei pixel non convenzionali, consentendo ai pixel scintillanti di essereperfettamente adattati ai requisiti specifici di ogni applicazione, come i collimatori o le dimensioni dei pixel fotomoltiplicatori di silicio.
Condivisione della luce controllata
La condivisione controllata della luce può essere ottenuta attraverso la manipolazione precisa delle caratteristiche ottiche delle superfici incise,facilitando l’ulteriore miniaturizzazione dei rilevatori gamma.
Disegni esotici
Disegni esotici, come le tassellazioni di Voronoi, possono esserlofacilmente inciso all'interno di cristalli monolitici. Inoltre, una distribuzione casuale delle dimensioni dei pixel può consentire l'introduzione di tecniche di rilevamento compresso, sfruttando l'ampia condivisione della luce.
Macchine per incisione laser sottosuperficiale
Il cuore della creazione del laser sotterraneo risiede nella macchina per incisione laser. Queste macchine utilizzanoun laser verde ad alta potenza, appositamente progettato perincisione laser sotterranea nel cristallo.
ILUna e unica soluzionedi cui avrai mai bisogno per l'incisione laser sotterranea.
Supporta6 diverse configurazioni
DaHobbista su piccola scala to Produzione su larga scala
Precisione della posizione ripetuta at <10μm
Precisione chirurgicaper l'intaglio laser 3D
Macchina per incisione laser di cristalli 3D(SSLE)
Per l'incisione laser sotterranea,la precisione è fondamentaleper creare incisioni dettagliate e complesse. Il raggio focalizzato del laserinteragisce precisamentecon la struttura interna del cristallo,creazione dell'immagine 3D.
Portatile, preciso e avanzato
Corpo laser compattoper SSLE
Antiurto&Più sicuro per i principianti
Incisione veloce su cristallifino a 3600 punti/secondo
Grande compatibilitànella progettazione