Cristal de cintilação
(Sub Surface Laser Graving)
Detectores baseados em cintilação, usando cintiladores de cristal inorgânico pixelizado, sãoamplamente utilizado para detecção de partículas e radiação, inclusive emScanners de emissão de pósitrons (PET).
Ao adicionar recursos de guia de luz ao cristal, a resolução espacial do detectorpode ser melhorado na escala de milímetro, aumentando a resolução geral do tomografia.
No entanto, o método tradicional dePixelating fisicamenteos cristais são umProcesso complexo, caro e trabalhoso. Além disso, a fração de embalagem e a sensibilidade do detectorpode ser comprometidodevido aoMateriais refletivos não escassos utilizados.
Você pode ver o artigo de pesquisa original aqui. (Da pesquisa)
Gravura a laser subterrânea paraCristal de cintilação
Uma abordagem alternativa é o uso deTécnicas de gravura a laser subterrâneas (SSLE)para cristais de cintilador.
Ao focar um laser dentro do cristal, o calor geradopode criar um padrão controlado de microcracksqueagir como estruturas reflexivas, criando efetivamentepixels de guia de luzsem a necessidade de separação física.
1. Nenhuma pixlação física do cristal é necessária,reduzindo a complexidade e o custo.
2. As características ópticas e a geometria das estruturas reflexivas podem sercontrolado com precisão, permitindo o design de formas e tamanhos de pixels personalizados.
3. Arquitetura de leitura e detectorpermanecer o mesmo que para matrizes pixelizadas padrão.
Processo de gravação a laser (SSLE) para cristal de cintilador
O processo de gravação do SSLE envolveas etapas a seguir:
1. O design:
Simulação e design doArquitetura de pixel desejada, incluindodimensõeseCaracterísticas ópticas.
2. O modelo CAD:
Criação de aModelo CAD detalhadoda distribuição de microcracks,com base nos resultados da simulaçãoeEspecificações de gravação a laser.
3. Comece a gravar:
Gravura real do cristal lyso usando o sistema a laser,guiado pelo modelo CAD.
Procedimento de desenvolvimento de SSLE: (a) Modelo de simulação, (b) modelo CAD, (c) Lyso gravado, (d) Diagrama de inundação de campo
4. Avaliação de resultados:
Avaliação do desempenho do Crystal gravado usando umImagem do campo de inundaçãoeAcessório gaussianoPara avaliar a qualidade do pixel e a resolução espacial.
Gravura a laser subterrânea explicada em 2 minutos
OTécnica de gravação a laser subterrâneapara cristais de cintilador oferece umabordagem transformadoraà pixelação desses materiais.
Ao fornecer controle preciso sobre as características ópticas e a geometria das estruturas reflexivas, este métodoPermite o desenvolvimento de arquiteturas de detectores inovadorescomresolução espacial aprimorada e desempenho, todossemA necessidade de pixelação física complexa e dispendiosa.
Quero saber mais sobre:
Cristal de cintilação de gravação a laser subsuperficial?
Descobertas para cristal de cintilação do SSLE
1. Melhor rendimento de luz
Esquerda: Refletividade da superfície gravada Visão geral da assimetria do DOI.
Direita: Deslocamento de pixel doi.
A comparação de pulsos entreArrays de gravação a laser subsuperficial (SSLE)eMatrizes convencionaisdemonstra umMuito melhor rendimento de luz para SSLE.
Isso provavelmente é devido aoausência de refletores plásticosentre os pixels, que podem causar incompatibilidade óptica e perda de fótons.
O rendimento de luz aprimorado significamais luz para os mesmos pulsos de energia, Tornando o SSLE uma característica desejável.
2. Comportamento de tempo aprimorado
Uma foto de cristal de cintilação
O comprimento do cristal tem umEfeito prejudicial no tempo, que é crucial para aplicações de tomografia por emissão de pósitrons (PET).
No entanto, oMaior sensibilidade dos cristais SSLEpermite o uso decristais mais curtos, o que podeMelhore o comportamento de tempo do sistema.
Simulações também sugeriram que diferentes formas de pixels, como hexagonal ou dodecgonal, podemlevar a um melhor desempenho de guia de luz e tempo, semelhante aos princípios das fibras ópticas.
3. Vantagens econômicas
Uma foto do cristal de cintilador
Comparado aos blocos monolíticos, o preço dos cristais SSLEpode ser tão baixo quantoum terçodo custoda matriz pixelizada correspondente, dependendo das dimensões do pixel.
Além disso, oMaior sensibilidade dos cristais SSLEpermiteo uso de cristais mais curtos, reduzindo ainda mais o custo geral.
A técnica SSLE requer menor energia a laser em comparação com o corte a laser, permitindosistemas SSLE mais baratoscomparado às instalações de fusão ou corte a laser.
OInvestimento inicial em infraestrutura e treinamentopara SSLE também é significativamente menordo que o custo do desenvolvimento de um detector de estimação.
4. Flexibilidade e personalização do projeto
O processo de gravar cristais SSLE éNão demorou muito tempo, com um aproximado15 minutosnecessário para gravar uma matriz de 12,8x12.8x12 mm, 3 cristal.
Onatureza flexível, custo-efetividade, eFacilidade de preparação de cristais SSLE, junto com o seuFração superior de embalagem, compensar oResolução espacial ligeiramente inferiorcomparado às matrizes pixeladas padrão.
Geometrias de pixels não convencionais
SSLE permite a exploração deGeometrias de pixels não convencionais, permitindo que os pixels cintilantes sejamcom precisão correspondente aos requisitos específicos de cada aplicativo, como colimadores ou as dimensões dos pixels fotomultiplicadores de silício.
Compartilhamento de luz controlado
O compartilhamento de luz controlado pode ser alcançado através da manipulação precisa das características ópticas das superfícies gravadas,Facilitando uma miniaturização adicional de detectores gama.
Designs exóticos
Designs exóticos, como tesellations de Voronoi, pode serfacilmente gravado em cristais monolíticos. Além disso, uma distribuição aleatória dos tamanhos de pixels pode permitir a introdução de técnicas de detecção comprimida, aproveitando o extenso compartilhamento de luzes.
Máquinas para gravação a laser subterrânea
O coração da criação de laser subsuperficial está na máquina de gravura a laser. Essas máquinas utilizamum laser verde de alta potência, projetado especificamente paraGravura a laser subterrânea em cristal.
OSolução de um e apenasVocê precisará de gravação a laser subterrânea.
Suportes6 configurações diferentes
DeHobby de pequena escala to Produção em larga escala
Precisão repetida da localização at <10μm
Precisão cirúrgicaPara escultura a laser 3D
Máquina de gravura a laser de cristal 3D(SSLE)
Para gravação a laser subterrânea,A precisão é crucialpara criar gravuras detalhadas e intrincadas. O feixe focado do laserinterage com precisãocom a estrutura interna do cristal,criando a imagem 3D.
Portátil, preciso e avançado
Corpo laser compactopara SSLE
À prova de choque&Mais seguro para iniciantes
Gravura rápida de cristalaté 3600 pontos/segundo
Ótima compatibilidadeem design