シンチレーションクリスタル
(サブサーフェスレーザー彫刻)
シンチレーションベースの検出器、ピクセル化された無機結晶シンチレーターを使用しており、粒子や放射線の検出に広く使用されています、を含む陽電子放射断層撮影法 (PET) スキャナー.
結晶に導光機能を追加することで、検出器の空間分解能が向上します。ミリメートルスケールまで改善でき、断層撮影装置全体の解像度が向上します。
ただし、従来の方法では、物理的にピクセル化するクリスタルは複雑で高価で手間のかかるプロセス。さらに、検出器の充填率と感度妥協する可能性があるのせいで非シンチレーション反射素材を使用。
地下レーザー彫刻シンチレーションクリスタル
別のアプローチとしては、サブサーフェスレーザー彫刻 (SSLE) 技術シンチレータ結晶用。
レーザーを結晶内に集中させると、熱が発生します。制御された微細亀裂のパターンを作成できるそれ反射構造として機能する、効果的に作成導光ピクセル物理的に分離する必要はありません。
1. クリスタルの物理的なピクセル化は必要ありません。複雑さとコストの削減.
2. 反射構造の光学特性と形状は、正確に制御された、カスタムのピクセル形状とサイズの設計が可能になります。
3. 読み出しおよび検出器のアーキテクチャ標準のピクセル化された配列と同じままです。
シンチレーター結晶のレーザー彫刻プロセス (SSLE)
SSLE 彫刻プロセスには以下が含まれます次の手順:
1. デザイン:
のシミュレーションと設計望ましいピクセルアーキテクチャ、 含む寸法そして光学特性.
2. CAD モデル:
の作成詳細なCADモデルマイクロクラック分布の、シミュレーション結果に基づいてそしてレーザー彫刻仕様.
3. 彫刻を開始します。
レーザーシステムを使用したLYSO結晶の実際の彫刻、CADモデルによるガイド.
SSLE 開発手順: (A) シミュレーション モデル、(B) CAD モデル、(C) 彫刻された LYSO、(D) フィールド洪水図
4. 結果の評価:
彫刻されたクリスタルの性能を評価する氾濫原イメージそしてガウスフィッティングピクセル品質と空間解像度を評価します。
2 分でわかる地下レーザー彫刻
の地下レーザー彫刻技術シンチレータ結晶用に、革新的なアプローチこれらのマテリアルのピクセル化に。
この方法は、反射構造の光学特性と形状を正確に制御することにより、革新的な検出器アーキテクチャの開発を可能にしますと空間解像度とパフォーマンスの向上、 全てそれなし複雑でコストのかかる物理的なピクセル化の必要性。
さらに詳しく知りたい:
シンチレーションクリスタルを地下レーザー彫刻?
SSLEシンチレーションクリスタルの調査結果
1.光収量の向上
左: 彫刻された表面反射率非対称性 DoI の概要。
右: ピクセル変位 DoI。
間のパルスの比較地下レーザー彫刻 (SSLE) アレイそして従来のアレイを実証しますSSLE の光収量がはるかに優れています.
これはおそらく、プラスチック製の反射板がないことこれにより、光学的な不整合や光子の損失が発生する可能性があります。
光収量の向上により、同じエネルギーパルスに対してより多くの光, SSLE が望ましい特性になります。
2. タイミング動作の強化
シンチレーションクリスタルの写真
結晶の長さはタイミングへの悪影響これは、陽電子放射断層撮影 (PET) アプリケーションにとって重要です。
ただし、SSLE結晶のより高い感度の使用を許可します短い結晶、できることシステムのタイミング動作を改善します。
シミュレーションでは、六角形や十二角形などのさまざまなピクセル形状が可能であることも示唆されています。ライトガイドとタイミングのパフォーマンスの向上につながります、光ファイバーの原理と似ています。
3. 費用対効果の高い利点
シンチレータ結晶の写真
モノリシックブロックと比較した SSLE クリスタルの価格最低でも構いません3分の1費用のピクセルの寸法に応じて、対応するピクセル化された配列の。
さらに、SSLE結晶のより高い感度を可能にします短い結晶の使用, 全体のコストをさらに削減します。
SSLE 技術では、レーザー切断に比べて必要なレーザー出力が低いため、安価な SSLE システムレーザー溶解または切断設備と比較して。
のインフラストラクチャとトレーニングへの初期投資SSLE の場合も大幅に低いPET検出器の開発コストよりも.
4. 設計の柔軟性とカスタマイズ
SSLEクリスタルを彫刻するプロセスは次のとおりです。時間がかからない、おおよその15分12.8x12.8x12 mm、3 結晶アレイを彫刻するのに必要です。
の柔軟な性質, 費用対効果、 そしてSSLE結晶の調製が容易、彼らと一緒に優れた充填率を補償します。空間解像度が若干劣る標準のピクセル化されたアレイと比較して。
従来とは異なるピクセル形状
SSLE により、以下の探索が可能になります。従来とは異なるピクセル形状、きらめくピクセルを可能にします。各アプリケーションの特定の要件に正確に適合、コリメータやシリコン光電子増倍管ピクセルの寸法など。
制御された光の共有
制御された光共有は、彫刻された表面の光学特性を正確に操作することで実現できます。ガンマ検出器のさらなる小型化が促進されます。
エキゾチックなデザイン
エキゾチックなデザインボロノイ テッセレーションなど、モノリシッククリスタル内に簡単に彫刻可能。さらに、ピクセル サイズのランダムな分布により、広範な光の共有を利用して、圧縮センシング技術の導入が可能になります。
表面下レーザー彫刻用機械
サブサーフェス レーザー作成の中心はレーザー彫刻機にあります。これらのマシンは高出力の緑色レーザー、特にのために設計されていますクリスタルの表面下にレーザー彫刻。
の唯一無二のソリューション表面下のレーザー彫刻が必要になります。
サポート6 つの異なる構成
から小規模愛好家 to 大規模生産
反復位置精度 at <10μm
手術の精度3Dレーザー彫刻用
3Dクリスタルレーザー彫刻機(SSL)
表面下レーザー彫刻の場合、精度は非常に重要です細かく複雑な彫刻を作成するために。レーザーの集束ビーム正確に相互作用する結晶の内部構造により、3D画像を作成しています。
ポータブル、正確かつ高度な
コンパクトなレーザー本体SSLE用
耐衝撃性&初心者にとってより安全
高速クリスタル彫刻最大 3600 ポイント/秒
優れた互換性デザインで