Scintillatiekristal
(suboppervlaktelasergravure)
Op scintillatie gebaseerde detectoren, met behulp van gepixeleerde anorganische kristalscintillatoren, zijnveel gebruikt voor deeltjes- en stralingsdetectie, inclusief inpositronemissietomografie (PET) scanners.
Door lichtgeleidende kenmerken aan het kristal toe te voegen, wordt de ruimtelijke resolutie van de detector vergrootkan worden verbeterd tot op de millimeterschaal, waardoor de algehele resolutie van de tomograaf wordt verbeterd.
Echter, de traditionele methode vanfysiek pixelerende kristallen zijn eencomplex, duur en arbeidsintensief proces. Bovendien de pakkingsfractie en de gevoeligheid van de detectorkan worden aangetastvanwege deniet-fonkelende reflecterende materialen gebruikt.
U kunt het originele onderzoekspaper hier bekijken. (Van ResearchGate)
Ondergrondse lasergravering voorScintillatiekristal
Een alternatieve benadering is het gebruik vanondergrondse lasergraveertechnieken (SSLE).voor scintillatorkristallen.
Door een laser in het kristal te focussen, wordt de warmte gegenereerdkan een gecontroleerd patroon van microscheuren ontstaanDatfungeren als reflecterende structuren, effectief creërenlichtgeleidende pixelszonder de noodzaak van fysieke scheiding.
1. Er is geen fysieke pixelvorming van het kristal vereist,het verminderen van de complexiteit en de kosten.
2. De optische kenmerken en geometrie van de reflecterende structuren kunnen zijnnauwkeurig gecontroleerd, waardoor het ontwerp van aangepaste pixelvormen en -formaten mogelijk is.
3. Uitlees- en detectorarchitectuurblijven hetzelfde als voor standaard gepixelde arrays.
Lasergraveerproces (SSLE) voor scintillatorkristal
Het SSLE-graveerproces omvatde volgende stappen:
1. Het ontwerp:
Simulatie en ontwerp van degewenste pixelarchitectuur, inbegrepenafmetingenEnoptische kenmerken.
2. Het CAD-model:
Creatie van eengedetailleerd CAD-modelvan de microscheurverdeling,op basis van de simulatieresultatenEnspecificaties voor lasergraveren.
3. Begin met graveren:
Daadwerkelijke gravure 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. Resultaatevaluatie:
Evaluatie van de prestaties van het gegraveerde kristal met behulp van eenbeeld van het overstromingsveldEnGaussische aanpassingom de pixelkwaliteit en ruimtelijke resolutie te beoordelen.
Ondergrondse lasergraveren UITGELEGD in 2 minuten
Deondergrondse lasergraveertechniekvoor scintillatorkristallen biedt eentransformatieve aanpakaan de pixelvorming van deze materialen.
Deze methode biedt nauwkeurige controle over de optische kenmerken en geometrie van de reflecterende structurenmaakt de ontwikkeling van innovatieve detectorarchitecturen mogelijkmetverbeterde ruimtelijke resolutie en prestaties, allezonderde behoefte aan complexe en kostbare fysieke pixelvorming.
Wilt u meer weten over:
Ondergrondse lasergravure scintillatiekristal?
Bevindingen voor SSLE-scintillatiekristal
1. Verbeterde lichtopbrengst
Links: Gegraveerde oppervlaktereflectiviteitsasymmetrie DoI-overzicht.
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 mismatching en fotonverlies kan veroorzaken.
De verbeterde lichtopbrengst betekentmeer licht voor dezelfde energiepulsen, waardoor SSLE een wenselijk kenmerk wordt.
2. Verbeterd timinggedrag
Een afbeelding van scintillatiekristal
Kristallengte heeft eennadelig effect op de timing, wat cruciaal is voor toepassingen met Positron Emissie Tomografie (PET).
Echter, dehogere gevoeligheid van SSLE-kristallenmaakt het gebruik mogelijk vankortere kristallen, wat kanhet timinggedrag van het systeem verbeteren.
Simulaties hebben ook gesuggereerd dat verschillende pixelvormen, zoals zeshoekig of twaalfhoekig, dat wel kunnenleiden tot betere lichtgeleiding en timingprestaties, vergelijkbaar met de principes van optische vezels.
3. Kosteneffectieve voordelen
Een afbeelding van scintillatorkristal
Vergeleken met monolithische blokken is de prijs van SSLE-kristallenkan zo laag zijn alseen derdevan de kostenvan de overeenkomstige pixelarray, afhankelijk van de pixelafmetingen.
Bovendien is dehogere gevoeligheid van SSLE-kristallentoelaathet gebruik van kortere kristallen, de totale kosten verder te verlagen.
De SSLE-techniek vereist een lager laservermogen vergeleken met lasersnijdengoedkopere SSLE-systemenvergeleken met lasersmelt- of snijfaciliteiten.
Deinitiële investeringen in infrastructuur en opleidingvoor SSLE is ook aanzienlijk lagerdan de kosten voor het ontwikkelen van een PET-detector.
4. Ontwerpflexibiliteit en maatwerk
Het proces van het graveren van SSLE-kristallen isniet tijdrovend, met een benadering15 minutennodig om een array van 3 kristallen van 12,8 x 12,8 x 12 mm te graveren.
Deflexibele aard, kosteneffectiviteit, Engemakkelijke bereiding van SSLE-kristallen, samen met hunsuperieure verpakkingsfractie, compenseren vooriets lagere ruimtelijke resolutievergeleken met standaard gepixelde arrays.
Niet-conventionele pixelgeometrieën
SSLE maakt de verkenning vanniet-conventionele pixelgeometrieën, waardoor de sprankelende pixels kunnen worden weergegevenprecies afgestemd op de specifieke eisen van elke toepassing, zoals collimatoren of de afmetingen van silicium fotomultiplierpixels.
Gecontroleerde lichtdeling
Gecontroleerde lichtdeling kan worden bereikt door nauwkeurige manipulatie van de optische kenmerken van de gegraveerde oppervlakken,het vergemakkelijken van verdere miniaturisatie van gammadetectoren.
Exotische ontwerpen
Exotische ontwerpen, zoals Voronoi-mozaïekpatronen, kunnen zijngemakkelijk gegraveerd in monolithische kristallen. Bovendien kan een willekeurige verdeling van pixelgroottes de introductie van gecomprimeerde detectietechnieken mogelijk maken, waarbij gebruik wordt gemaakt van de uitgebreide lichtdeling.
Machines voor ondergronds lasergraveren
Het hart van Subsurface Laser creatie ligt in de lasergraveermachine. Deze machines maken gebruik vaneen krachtige groene laser, speciaal ontworpen voorondergrondse lasergravure in kristal.
DeEén en enige oplossingu ooit een ondergrondse lasergravering nodig zult hebben.
Ondersteunt6 verschillende configuraties
VanKleinschalige hobbyist to Grootschalige productie
Herhaalde locatienauwkeurigheid at <10 μm
Chirurgische precisievoor 3D-lasersnijden
3D-kristallasergraveermachine(SSLE)
Voor ondergrondse lasergravering,precisie is cruciaalvoor het maken van gedetailleerde en ingewikkelde gravures. De gefocusseerde straal van de laserwerkt precies samenmet de interne structuur van het kristal,het maken van het 3D-beeld.
Draagbaar, nauwkeurig en geavanceerd
Compacte laserbehuizingvoor SSLE
Schokbestendig&Veiliger voor beginners
Snelle kristalgravuretot 3600 punten/seconde
Grote compatibiliteitbij Ontwerp