Scintillatiekristal
(Lasergraveren onder het oppervlak)
Op scintillatie gebaseerde detectoren, waarbij gebruik wordt gemaakt van gepixelde anorganische kristalscintillatoren, zijnveel gebruikt voor de detectie van deeltjes en straling.inclusief inpositronemissietomografie (PET)-scanners.
Door lichtgeleidende structuren aan het kristal toe te voegen, wordt de ruimtelijke resolutie van de detector verhoogd.kan worden verbeterd tot op de millimeter schaal, waardoor de algehele resolutie van de tomograaf wordt verhoogd.
De traditionele methode vanfysiek pixellerende kristallen zijn eencomplex, duur en arbeidsintensief procesDaarnaast spelen de pakkingsdichtheid en de gevoeligheid van de detector een rol.kan gecompromitteerd wordenvanwege deEr worden niet-scintillerende reflecterende materialen gebruikt.
U kunt het originele onderzoeksartikel hier bekijken. (Van ResearchGate)
Lasergraveren onder het oppervlak voorScintillatiekristal
Een alternatieve aanpak is het gebruik vanondergrondse lasergraveertechnieken (SSLE)voor scintillatiekristallen.
Door een laserstraal in het kristal te focussen, wordt de warmte die daardoor ontstaat opgewekt.kan een gecontroleerd patroon van microscheurtjes creërenDatfungeren als reflecterende structurenwaardoor effectief gecreëerd wordtlichtgeleidende pixelszonder dat fysieke scheiding nodig is.
1. Fysieke pixelering van het kristal is niet nodig.het verminderen van complexiteit en kosten.
2. De optische eigenschappen en geometrie van de reflecterende structuren kunnen zijnnauwkeurig gecontroleerdwaardoor het mogelijk wordt om pixels van een eigen vorm en grootte te ontwerpen.
3. Uitlees- en detectorarchitectuurblijven hetzelfde als voor standaard gepixelde arrays.
Lasergraveerproces (SSLE) voor scintillatiekristallen
Het SSLE-graveerproces omvat het volgende:de volgende stappen:
1. Het ontwerp:
Simulatie en ontwerp van degewenste pixelarchitectuur, inbegrepenafmetingenEnoptische kenmerken.
2. Het CAD-model:
Het creëren van eengedetailleerd CAD-modelvan de verdeling van microscheurtjes,gebaseerd op de simulatieresultatenEnSpecificaties voor lasergraveren.
3. Begin met graveren:
Het daadwerkelijke graveren van het LYSO-kristal met behulp van het lasersysteem.geleid door het CAD-model.
SSLE-ontwikkelingsprocedure: (A) Simulatiemodel, (B) CAD-model, (C) Gegraveerde LYSO, (D) Veldoverstromingsdiagram
4. Resultaatsevaluatie:
Evaluatie van de prestaties van het gegraveerde kristal met behulp van eenafbeelding van een overstromingsgebiedEnGaussische aanpassingom de pixelkwaliteit en de ruimtelijke resolutie te beoordelen.
Lasergraveren onder het oppervlak uitgelegd in 2 minuten
Deondergrondse lasergraveertechniekbiedt scintillatiekristallen eentransformatieve aanpaktot de pixellering van deze materialen.
Door nauwkeurige controle te bieden over de optische eigenschappen en geometrie van de reflecterende structuren, biedt deze methodemaakt de ontwikkeling van innovatieve detectorarchitecturen mogelijk.metverbeterde ruimtelijke resolutie en prestaties, allezonderde noodzaak van complexe en kostbare fysieke pixellering.
Wil je meer weten over:
Ondergrondse lasergravering met scintillatiekristal?
Bevindingen voor SSLE-scintillatiekristal
1. Verbeterde lichtopbrengst
Links: Overzicht van de DoI-analyse voor asymmetrie in de reflectiviteit van gegraveerde oppervlakken.
Rechts: Pixelverplaatsing DoI.
De vergelijking van pulsen tussenondergrondse lasergegraveerde (SSLE) arraysEnconventionele arraysdemonstreert eenveel betere lichtopbrengst voor SSLE.
Dit komt waarschijnlijk door deafwezigheid van plastic reflectorentussen de pixels, wat optische mismatch en fotonverlies kan veroorzaken.
De verbeterde lichtopbrengst betekentmeer licht bij dezelfde energiepulsen, waardoor SSLE een wenselijke eigenschap wordt.
2. Verbeterd timinggedrag
Een foto van een scintillatiekristal
De kristallengte heeft eennadelig effect op de timing, wat cruciaal is voor toepassingen in positronemissietomografie (PET).
Echter, dehogere gevoeligheid van SSLE-kristallenmaakt het gebruik mogelijk vankortere kristallen, wat kanVerbeter het timinggedrag van het systeem.
Simulaties hebben ook gesuggereerd dat verschillende pixelvormen, zoals zeshoekig of twaalfhoekig, mogelijkleidt tot betere lichtgeleiding en timingprestaties., vergelijkbaar met de principes van optische vezels.
3. Kosteneffectieve voordelen
Een afbeelding van een scintillatiekristal
Vergeleken met monolithische blokken is de prijs van SSLE-kristallenkan zo laag zijn alseen derdevan de kostenvan de corresponderende gepixelde array, afhankelijk van de pixelafmetingen.
Bovendien, dehogere gevoeligheid van SSLE-kristallenmaakt het mogelijk omhet gebruik van kortere kristallen, waardoor de totale kosten verder worden verlaagd.
De SSLE-techniek vereist een lager laservermogen in vergelijking met lasersnijden, waardoor het mogelijk is omminder dure SSLE-systemenvergeleken met lasersmelt- of -snijinstallaties.
Deinitiële investering in infrastructuur en trainingDe SSLE-waarde is ook aanzienlijk lager.dan de kosten van het ontwikkelen van een PET-detector.
4. Flexibiliteit en aanpassingsmogelijkheden in het ontwerp
Het proces van het graveren van SSLE-kristallen isniet tijdrovend, met een benadering15 minutenEr moest een gravure worden gemaakt van 12,8 x 12,8 x 12 mm, bestaande uit 3 kristallen.
Deflexibele aard, kosteneffectiviteit, Engemak van de bereiding van SSLE-kristallensamen met hunsuperieure verpakkingsfractiecompensatie voor deiets lagere ruimtelijke resolutievergeleken met standaard gepixelde arrays.
Niet-conventionele pixelgeometrieën
SSLE maakt het mogelijk om te onderzoekenniet-conventionele pixelgeometrieënwaardoor de scintillatiepixels mogelijk wordenprecies afgestemd op de specifieke eisen van elke toepassing, zoals collimatoren of de afmetingen van siliciumfotomultiplicatorpixels.
Gecontroleerde lichtdeling
Gecontroleerde lichtverdeling kan worden bereikt door nauwkeurige manipulatie van de optische eigenschappen van de gegraveerde oppervlakken.waardoor verdere miniaturisatie van gammadetectoren mogelijk wordt.
Exotische ontwerpen
Exotische ontwerpen, zoals Voronoi-tessellaties, kunnen zijngemakkelijk te graveren in monolithische kristallenBovendien kan een willekeurige verdeling van pixelgroottes de introductie van compressieve detectietechnieken mogelijk maken, waarbij optimaal gebruik wordt gemaakt van de uitgebreide lichtdeling.
Machines voor lasergraveren onder het oppervlak
De kern van de Subsurface Laser-creatie ligt in de lasergraveermachine. Deze machines maken gebruik vaneen krachtige groene laser, speciaal ontworpen voorLasergraveren onder het oppervlak in kristal.
DeDe enige echte oplossingalles wat u ooit nodig zult hebben voor laser graveren onder het oppervlak.
Steunen6 verschillende configuraties
VanKleinschalige hobbyist to Grootschalige productie
Herhaalde locatienauwkeurigheid at <10 μm
Chirurgische precisievoor 3D-lasergraveren
3D kristallasergraveermachine(SSLE)
Voor lasergraveren onder het oppervlak,Nauwkeurigheid is cruciaal.voor het maken van gedetailleerde en ingewikkelde gravures. De gefocusseerde laserstraalprecies interacteertmet de interne structuur van het kristal,Het creëren van het 3D-beeld.
Draagbaar, nauwkeurig en geavanceerd
Compacte laserbehuizingvoor SSLE
Schokbestendig & Veiliger voor beginners
Snelle kristalgravuretot 3600 punten/seconde
Uitstekende compatibiliteitin Design