Scintillasjonskrystall
(Sub-overflatelasergravering)
Scintillasjonsbaserte detektorer, ved bruk av pikselerte uorganiske krystallscintillatorer, ermye brukt for partikkel- og strålingsdeteksjon, inkludert ipositronemisjonstomografi (PET) skannere.
Ved å legge til lysledende funksjoner til krystallen, den romlige oppløsningen til detektorenkan forbedres til millimeterskalaen, og forbedre den generelle oppløsningen til tomografen.
Imidlertid er den tradisjonelle metoden forfysisk pikselerendekrystallene er enkompleks, kostbar og arbeidskrevende prosess. I tillegg, pakningsfraksjonen og følsomheten til detektorenkan kompromitterespå grunn avikke-scintillerende reflekterende materialer brukt.
Du kan se den originale forskningsoppgaven her. (Fra ResearchGate)
Undergrunns lasergravering forScintillasjonskrystall
En alternativ tilnærming er bruken avundergrunns lasergravering (SSLE) teknikkerfor scintillatorkrystaller.
Ved å fokusere en laser inne i krystallen, genereres varmenkan skape et kontrollert mønster av mikrosprekkeratfungere som reflekterende strukturer, effektivt å skapelysledende piksleruten behov for fysisk separasjon.
1. Ingen fysisk pikselering av krystallen er nødvendig,redusere kompleksitet og kostnader.
2. De optiske egenskapene og geometrien til de reflekterende strukturene kan værenøyaktig kontrollert, som muliggjør utforming av egendefinerte pikselformer og størrelser.
3. Avlesning og detektorarkitekturforbli den samme som for standard pikselerte arrays.
Lasergraveringsprosess (SSLE) for scintillatorkrystall
SSLE graveringsprosessen involvererfølgende trinn:
1. Designet:
Simulering og design avønsket pikselarkitektur, inkludertdimensjonerogoptiske egenskaper.
2. CAD-modellen:
Opprettelse av endetaljert CAD-modellav mikrosprekkefordelingen,basert på simuleringsresultateneogspesifikasjoner for lasergravering.
3. Start gravering:
Faktisk gravering av LYSO-krystallen ved hjelp av lasersystemet,ledet av CAD-modellen.
SSLE-utviklingsprosedyre: (A)simuleringsmodell, (B)CAD-modell, (C) gravert LYSO, (D)feltflomdiagram
4. Resultatevaluering:
Evaluering av den graverte krystallens ytelse ved hjelp av enflomfeltbildeogGaussisk beslagfor å vurdere pikselkvaliteten og romlig oppløsning.
Undergrunnslasergravering FORKLART på 2 minutter
Deundergrunns lasergraveringsteknikkfor scintillatorkrystaller tilbyr entransformativ tilnærmingtil pikselering av disse materialene.
Ved å gi presis kontroll over de optiske egenskapene og geometrien til de reflekterende strukturene, er denne metodenmuliggjør utvikling av innovative detektorarkitekturermedforbedret romlig oppløsning og ytelse, alleutenbehovet for kompleks og kostbar fysisk pikselering.
Vil du vite mer om:
Undergrunns lasergravering scintillasjonskrystall?
Funn for SSLE scintillasjonskrystall
1. Forbedret lysutbytte
Venstre: Gravert overflatereflektivitetsasymmetri DoI-oversikt.
Høyre: Pixel Displacement DoI.
Sammenligningen av pulser mellomunderjordiske lasergraverte (SSLE) arraysogkonvensjonelle arraysdemonstrerer enlangt bedre lysutbytte for SSLE.
Dette er sannsynligvis på grunn avfravær av plastreflektorermellom pikslene, noe som kan forårsake optisk feiltilpasning og tap av foton.
Det forbedrede lysutbytte betyrmer lys for de samme energipulsene, gjør SSLE til en ønskelig egenskap.
2. Forbedret timingatferd
Et bilde av scintillasjonskrystall
Krystalllengde har enskadelig effekt på timing, som er avgjørende for Positron Emission Tomography (PET)-applikasjoner.
Imidlertidhøyere følsomhet for SSLE-krystalleråpner for bruk avkortere krystaller, som kanforbedre timing-atferden til systemet.
Simuleringer har også antydet at forskjellige pikselformer, for eksempel sekskantede eller dodekagonale, kanføre til bedre lysstyring og timingytelse, lik prinsippene for optiske fibre.
3. Kostnadseffektive fordeler
Et bilde av Scintillator Crystal
Sammenlignet med monolittiske blokker, prisen på SSLE-krystallerkan være så lavt somen tredjedelav kostnadenav den tilsvarende pikselerte matrisen, avhengig av pikseldimensjonene.
I tillegg harhøyere følsomhet for SSLE-krystallergir rom forbruk av kortere krystaller, ytterligere redusere den totale kostnaden.
SSLE-teknikken krever lavere lasereffekt sammenlignet med laserskjæring, noe som gir rom forrimeligere SSLE-systemersammenlignet med lasersmelte- eller skjæreanlegg.
Deinnledende investering i infrastruktur og opplæringfor SSLE er også betydelig lavereenn kostnadene ved å utvikle en PET-detektor.
4. Designfleksibilitet og tilpasning
Prosessen med å gravere SSLE-krystaller erikke tidkrevende, med en omtrentlig15 minutternødvendig for å gravere en 12,8x12,8x12 mm, 3-krystallarray.
Defleksibel natur, kostnadseffektivitet, ogenkel fremstilling av SSLE-krystaller, sammen med deresoverlegen pakkefraksjon, kompensere forlitt dårligere romlig oppløsningsammenlignet med standard pikselerte arrays.
Ikke-konvensjonelle pikselgeometrier
SSLE gir mulighet for utforskning avikke-konvensjonelle pikselgeometrier, slik at de glitrende pikslene kan værenøyaktig tilpasset de spesifikke kravene til hver applikasjon, for eksempel kollimatorer eller dimensjonene til silisiumfotomultiplikatorpiksler.
Kontrollert lysdeling
Kontrollert lysdeling kan oppnås gjennom presis manipulering av de optiske egenskapene til de graverte overflatene,lette ytterligere miniatyrisering av gammadetektorer.
Eksotisk design
Eksotisk design, slik som Voronoi-tesselasjoner, kan væreenkelt gravert i monolittiske krystaller. Videre kan en tilfeldig fordeling av pikselstørrelser muliggjøre introduksjon av komprimerte sensorteknikker, og dra nytte av den omfattende lysdelingen.
Maskiner for undergrunns lasergravering
Hjertet til å lage Subsurface Laser ligger i lasergraveringsmaskinen. Disse maskinene brukeren kraftig grønn laser, spesielt designet forunderjordisk lasergravering i krystall.
DeEn og eneste løsningdu noen gang vil trenge for Subsurface Laser Engraving.
Støtter6 forskjellige konfigurasjoner
FraSmåskala hobbyist to Storskala produksjon
Gjentatt plasseringsnøyaktighet at <10μm
Kirurgisk presisjonfor 3D Laser Carving
3D krystalllasergraveringsmaskin(SSLE)
For undergrunns lasergravering,presisjon er avgjørendefor å lage detaljerte og intrikate graveringer. Laserens fokuserte strålesamhandler nøyaktigmed krystallens indre struktur,lage 3D-bildet.
Bærbar, nøyaktig og avansert
Kompakt laserkroppfor SSLE
Støtsikker&Tryggere for nybegynnere
Rask krystallgraveringopptil 3600 poeng/sekund
Stor kompatibiliteti design