Cristal de Cintilação
(Gravação a laser subsuperficial)
Detectores baseados em cintilação, usando cintiladores de cristal inorgânico pixelado, sãoamplamente utilizado para detecção de partículas e radiação, inclusive emscanners de tomografia por emissão de pósitrons (PET).
Ao adicionar recursos de orientação de luz ao cristal, a resolução espacial do detectorpode ser melhorado para a escala milimétrica, melhorando a resolução geral do tomógrafo.
No entanto, o método tradicional depixelizando fisicamenteos cristais são umprocesso complexo, caro e trabalhoso. Além disso, a fração de empacotamento e a sensibilidade do detectorpode ser comprometidodevido aomateriais reflexivos não cintilantes usados.
Você pode ver o artigo de pesquisa original aqui. (Do ResearchGate)
Gravação a laser subterrânea paraCristal de Cintilação
Uma abordagem alternativa é o uso detécnicas de gravação a laser subterrânea (SSLE)para cristais cintiladores.
Ao focar um laser dentro do cristal, o calor geradopode criar um padrão controlado de microfissurasqueatuam como estruturas reflexivas, criando efetivamentepixels guiadores de luzsem a necessidade de separação física.
1. Nenhuma pixelização física do cristal é necessária,reduzindo complexidade e custo.
2. As características ópticas e a geometria das estruturas reflexivas podem sercontrolado com precisão, permitindo o design de formatos e tamanhos de pixels personalizados.
3. Arquitetura de leitura e detectorpermanecem os mesmos das matrizes pixeladas padrão.
Processo de Gravação a Laser (SSLE) para Cristal Cintilador
O processo de gravação SSLE envolveos seguintes passos:
1. O Projeto:
Simulação e projeto doarquitetura de pixel desejada, incluindodimensõesecaracterísticas ópticas.
2. O modelo CAD:
Criação de ummodelo CAD detalhadoda distribuição de microfissuras,com base nos resultados da simulaçãoeespecificações de gravação a laser.
3. Comece a gravar:
Gravação real do cristal LYSO usando o sistema laser,guiado pelo modelo CAD.
Procedimento de desenvolvimento 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 cristal gravado usando umimagem do campo de inundaçãoeAjuste gaussianopara avaliar a qualidade do pixel e a resolução espacial.
Gravação a laser subterrânea EXPLICADA em 2 minutos
Otécnica de gravação a laser subterrâneapara cristais cintiladores oferece umaabordagem transformadoraà pixelização desses materiais.
Ao fornecer controle preciso sobre as características ópticas e a geometria das estruturas reflexivas, este métodopermite o desenvolvimento de arquiteturas inovadoras de detectorescomresolução espacial e desempenho aprimorados, todossema necessidade de pixelização física complexa e cara.
Quer saber mais sobre:
Cristal de cintilação de gravação a laser subterrâneo?
Descobertas para Cristal de Cintilação SSLE
1. Melhor rendimento de luz
Esquerda: Visão geral do DoI da assimetria de refletividade da superfície gravada.
À direita: DoI de deslocamento de pixel.
A comparação de pulsos entreMatrizes gravadas a laser subterrâneo (SSLE)ematrizes convencionaisdemonstra umrendimento de luz muito melhor para SSLE.
Isto é provavelmente devido aoausência de refletores de plásticoentre os pixels, o que pode causar incompatibilidade óptica e perda de fótons.
O melhor rendimento de luz significamais luz para os mesmos pulsos de energia, tornando SSLE uma característica desejável.
2. Comportamento de tempo aprimorado
Uma imagem do cristal cintilante
O comprimento do cristal temefeito 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, que podemelhorar o comportamento de temporização do sistema.
Simulações também sugeriram que diferentes formatos de pixel, como hexagonal ou dodecagonal, podemlevar a melhor orientação de luz e desempenho de temporização, semelhante aos princípios das fibras ópticas.
3. Vantagens econômicas
Uma imagem do cristal cintilador
Comparado aos blocos monolíticos, o preço dos cristais SSLEpode ser tão baixo quantoum terçodo custoda matriz pixelizada correspondente, dependendo das dimensões dos pixels.
Além disso, omaior sensibilidade dos cristais SSLEpermiteo uso de cristais mais curtos, reduzindo ainda mais o custo geral.
A técnica SSLE requer menor potência do laser em comparação ao corte a laser, permitindosistemas SSLE mais baratosem comparação com instalações de fusão ou corte a laser.
Oinvestimento inicial em infraestrutura e treinamentopara SSLE também é significativamente menordo que o custo de desenvolvimento de um detector PET.
4. Flexibilidade e personalização de design
O processo de gravação de cristais SSLE énão demorado, com uma aproximação15 minutosnecessário para gravar uma matriz de 3 cristais de 12,8x12,8x12 mm.
Onatureza flexível, relação custo-benefício, efacilidade de preparação de cristais SSLE, junto com seusfração de embalagem superior, compensar oresolução espacial ligeiramente inferiorem comparação com matrizes pixeladas padrão.
Geometrias de pixels não convencionais
SSLE permite a exploração degeometrias de pixel não convencionais, permitindo que os pixels cintilantes sejamprecisamente adaptado aos requisitos específicos de cada aplicação, como colimadores ou as dimensões dos pixels fotomultiplicadores de silício.
Compartilhamento de luz controlado
O compartilhamento controlado de luz pode ser alcançado através da manipulação precisa das características ópticas das superfícies gravadas,facilitando ainda mais a miniaturização dos detectores gama.
Desenhos Exóticos
Desenhos exóticos, como os mosaicos de Voronoi, podem serfacilmente gravado em cristais monolíticos. Além disso, uma distribuição aleatória de tamanhos de pixels pode permitir a introdução de técnicas de detecção comprimidas, aproveitando o extenso compartilhamento de luz.
Máquinas para gravação a laser subterrânea
O coração da criação do Subsurface Laser está na máquina de gravação a laser. Estas máquinas utilizamum laser verde de alta potência, projetado especificamente paragravação a laser subterrânea em cristal.
OSolução Únicavocê precisará para gravação a laser subterrânea.
Suporta6 configurações diferentes
DeHobbyista de pequena escala to Produção em larga escala
Precisão de localização repetida at <10μm
Precisão Cirúrgicapara escultura a laser 3D
Máquina de gravação a laser de cristal 3D(SSLE)
Para gravação a laser subterrânea,precisão é crucialpara criar gravuras detalhadas e complexas. 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
Gravação Rápida em Cristalaté 3600 pontos/segundo
Ótima compatibilidadeem Design