Cristal de scintilație
(gravură laser sub suprafață)
Detectoare bazate pe scintilație, folosind scintilatoare cu cristale anorganice pixelate, suntutilizat pe scară largă pentru detectarea particulelor și radiațiilor, inclusiv înscanere pentru tomografie cu emisie de pozitroni (PET)..
Prin adăugarea de caracteristici de ghidare a luminii la cristal, rezoluția spațială a detectoruluipoate fi îmbunătățit la scara milimetrică, îmbunătățind rezoluția generală a tomografului.
Cu toate acestea, metoda tradițională depixelat fiziccristalele este aproces complex, costisitor și laborios. În plus, fracția de ambalare și sensibilitatea detectoruluipoate fi compromisdin cauzamateriale reflectorizante nesclipitoare utilizate.
Puteți vizualiza documentul de cercetare original aici. (De la ResearchGate)
Gravura laser subteran pentruCristal de scintilație
O abordare alternativă este utilizareatehnici de gravare cu laser sub suprafață (SSLE).pentru cristale scintilatoare.
Prin focalizarea unui laser în interiorul cristalului, căldura generatăpoate crea un model controlat de microfisuricăacţionează ca structuri reflectorizante, creând eficientpixeli de ghidare a luminiifără a fi nevoie de separare fizică.
1. Nu este necesară pixelarea fizică a cristalului,reducerea complexității și costurilor.
2. Caracteristicile optice și geometria structurilor reflectorizante pot ficontrolat cu precizie, permițând proiectarea formelor și dimensiunilor pixelilor personalizate.
3. Arhitectura de citire și detectorrămân aceleași ca pentru matricele pixelate standard.
Proces de gravare cu laser (SSLE) pentru cristal scintillator
Procesul de gravare SSLE presupuneurmătorii pași:
1. Design:
Simularea și proiectareaarhitectura pixelilor dorite, inclusivdimensiunişicaracteristici optice.
2. Modelul CAD:
Crearea unuimodel CAD detaliata distribuției microfisurilor,pe baza rezultatelor simulăriişispecificații de gravare cu laser.
3. Începeți gravura:
Gravarea reală a cristalului LYSO folosind sistemul laser,ghidat de modelul CAD.
Procedura de dezvoltare SSLE: (A) Model de simulare, (B) Model CAD, (C) LYSO gravat, (D) Diagrama de inundare a câmpului
4. Evaluarea rezultatelor:
Evaluarea performanței cristalului gravat folosind aimaginea câmpului de inundațiişipotrivire gaussianăpentru a evalua calitatea pixelilor și rezoluția spațială.
Gravura cu laser sub suprafață EXPLICATĂ în 2 minute
Thetehnica de gravare cu laser subteranpentru cristale scintilatoare oferă aabordare transformatoarela pixelarea acestor materiale.
Prin asigurarea unui control precis asupra caracteristicilor optice și geometriei structurilor reflectorizante, această metodăpermite dezvoltarea unor arhitecturi inovatoare de detectoarecurezoluție spațială și performanță îmbunătățite, toatefărănevoia de pixelare fizică complexă și costisitoare.
Vrei să afli mai multe despre:
Gravura cu laser sub suprafață Cristal de scintilație?
Constatări pentru cristalul de scintilație SSLE
1. Randament luminos îmbunătățit
Stânga: Prezentare generală a DoI a asimetriei de reflectivitate a suprafeței gravate.
Dreapta: Pixel Displacement DoI.
Comparația pulsurilor întrerețele gravate cu laser sub suprafață (SSLE).şimatrice convenționaledemonstrează arandament luminos mult mai bun pentru SSLE.
Acest lucru se datorează probabilabsența reflectoarelor din plasticîntre pixeli, ceea ce poate cauza nepotriviri optice și pierderi de fotoni.
Randamentul luminos îmbunătățit înseamnămai multa lumina pentru aceleasi impulsuri de energie, făcând SSLE o caracteristică dezirabilă.
2. Comportament de sincronizare îmbunătățit
O imagine a cristalului scintilator
Lungimea cristalului are aefect dăunător asupra timpului, care este crucial pentru aplicațiile de tomografie cu emisie de pozitroni (PET).
Cu toate acestea, celsensibilitate mai mare a cristalelor SSLEpermite utilizareacristale mai scurte, care poateîmbunătățirea comportamentului de sincronizare al sistemului.
Simulările au sugerat, de asemenea, că diferite forme de pixeli, cum ar fi hexagonale sau dodecagonale, potconduce la o performanță mai bună de ghidare a luminii și de sincronizare, similar cu principiile fibrelor optice.
3. Avantaje cost-eficiente
O imagine a cristalului scintilator
În comparație cu blocurile monolitice, prețul cristalelor SSLEpoate fi la fel de jos cao treimea costuluia matricei pixelate corespunzătoare, în funcție de dimensiunile pixelilor.
În plus, celsensibilitate mai mare a cristalelor SSLEpermiteutilizarea de cristale mai scurte, reducând în continuare costul total.
Tehnica SSLE necesită o putere laser mai mică în comparație cu tăierea cu laser, permițândsisteme SSLE mai puțin costisitoarecomparativ cu instalațiile de topire sau tăiere cu laser.
Theinvestiția inițială în infrastructură și formarepentru SSLE este, de asemenea, semnificativ mai scăzutdecât costul dezvoltării unui detector PET.
4. Flexibilitate și personalizare în proiectare
Procesul de gravare a cristalelor SSLE estenu consuma mult timp, cu aproximativ15 minutenecesare pentru a grava o matrice de 3 cristale de 12,8x12,8x12 mm.
Thenatură flexibilă, rentabilitate, șiușurința de pregătire a cristalelor SSLE, împreună cu lorfractie de ambalare superioara, compensa pentrurezoluție spațială ușor inferioarăcomparativ cu matricele pixelate standard.
Geometrii pixel neconvenționale
SSLE permite explorareageometrii de pixeli neconvenționale, permițând pixelilor strălucitori să fiepotrivite exact cu cerințele specifice fiecărei aplicații, cum ar fi colimatoarele sau dimensiunile pixelilor fotomultiplicatori de siliciu.
Partajare controlată a luminii
Partajarea controlată a luminii poate fi realizată prin manipularea precisă a caracteristicilor optice ale suprafețelor gravate,facilitând miniaturizarea ulterioară a detectorilor gamma.
Modele exotice
Modele exotice, precum teselările Voronoi, pot fiușor gravat în cristale monolitice. În plus, o distribuție aleatorie a dimensiunilor pixelilor poate permite introducerea unor tehnici de detectare comprimate, profitând de partajarea extinsă a luminii.
Mașini pentru gravarea cu laser sub suprafață
Inima creării laserului subteran se află în mașina de gravat cu laser. Aceste mașini folosescun laser verde de mare putere, special conceput pentrugravare laser subterană în cristal.
TheUna și Singura Soluțieveți avea vreodată nevoie de gravare cu laser sub suprafață.
Sprijină6 configurații diferite
DinPasionat la scară mică to Productie la scara larga
Precizie repetată a locației at <10μm
Precizie chirurgicalăpentru sculptură cu laser 3D
Mașină de gravat cu laser 3D cu cristale(SSLE)
Pentru gravarea cu laser sub suprafață,precizia este crucialăpentru realizarea de gravuri detaliate și complicate. Fascicul focalizat al laseruluiinteracționează preciscu structura internă a cristalului,crearea imaginii 3D.
Portabil, precis și avansat
Corp laser compactpentru SSLE
Rezistent la șocuri&Mai sigur pentru începători
Gravura rapidă pe cristalpână la 3600 puncte/secundă
Compatibilitate mareîn Design