Scintillationskristall
(Sub Surface Laser Engraving)
Scintillationsbaserade detektorer, med användning av pixelerade oorganiska kristallscintillatorer, äranvänds ofta för partikel- och strålningsdetektering, inklusive ipositronemissionstomografi (PET) skannrar.
Genom att lägga till ljusstyrande funktioner till kristallen, detektorns rumsliga upplösningkan förbättras till millimeterskalan, vilket förbättrar tomografens övergripande upplösning.
Men den traditionella metoden förfysiskt pixlarkristallerna är enkomplex, dyr och mödosam process. Dessutom packningsfraktionen och detektorns känslighetkan äventyraspå grund avicke-scintillerande reflekterande material som används.
Du kan se den ursprungliga forskningsrapporten här. (Från ResearchGate)
Underjordisk lasergravering förScintillationskristall
Ett alternativt tillvägagångssätt är användningen avunderjordiska lasergraveringstekniker (SSLE).för scintillatorkristaller.
Genom att fokusera en laser inuti kristallen skapades värmenkan skapa ett kontrollerat mönster av mikrosprickorattfungera som reflekterande strukturer, effektivt skapaljusledande pixlarutan behov av fysisk separation.
1. Ingen fysisk pixelering av kristallen krävs,minska komplexitet och kostnader.
2. De reflekterande strukturernas optiska egenskaper och geometri kan varaexakt kontrollerad, vilket möjliggör design av anpassade pixelformer och storlekar.
3. Avläsning och detektorarkitekturförblir densamma som för vanliga pixelerade arrayer.
Lasergraveringsprocess (SSLE) för scintillatorkristall
SSLE-graveringsprocessen innebärföljande steg:
1. Designen:
Simulering och design avönskad pixelarkitektur, inklusivemåttochoptiska egenskaper.
2. CAD-modellen:
Skapande av endetaljerad CAD-modellav mikrosprickfördelningen,baserat på simuleringsresultatenochspecifikationer för lasergravering.
3. Börja gravera:
Faktisk gravering av LYSO-kristallen med hjälp av lasersystemet,styrs av CAD-modellen.
SSLE-utvecklingsprocedur: (A)Simuleringsmodell, (B)CAD-modell, (C) Graverad LYSO, (D)Fältöversvämningsdiagram
4. Resultatutvärdering:
Utvärdering av den graverade kristallens prestanda med hjälp av enöversvämningsfältbildochGaussisk passformför att bedöma pixelkvalitet och rumslig upplösning.
Underjordisk lasergravering FÖRKLARAS på 2 minuter
Deunderjordisk lasergraveringsteknikför scintillatorkristaller erbjuder entransformativt tillvägagångssätttill pixeleringen av dessa material.
Genom att tillhandahålla exakt kontroll över de optiska egenskaperna och geometrin hos de reflekterande strukturerna, är denna metodmöjliggör utveckling av innovativa detektorarkitekturermedförbättrad rumslig upplösning och prestanda, allautanbehovet av komplex och kostsam fysisk pixelering.
Vill du veta mer om:
Underjordisk lasergravering scintillationskristall?
Resultat för SSLE scintillationskristall
1. Förbättrat ljusutbyte
Vänster: Graverad ytareflektivitetsasymmetri DoI-översikt.
Höger: Pixelförskjutning DoI.
Jämförelsen av pulser mellanunderjordiska lasergraverade (SSLE) arrayerochkonventionella arrayervisar enmycket bättre ljusutbyte för SSLE.
Detta beror troligen påfrånvaro av plastreflektorermellan pixlarna, vilket kan orsaka optisk felmatchning och fotonförlust.
Det förbättrade ljusutbytet innebärmer ljus för samma energipulser, vilket gör SSLE till en önskvärd egenskap.
2. Förbättrat timingbeteende
En bild av scintillationskristall
Kristalllängden har enskadlig effekt på timing, vilket är avgörande för Positron Emission Tomography (PET) applikationer.
Men denhögre känslighet för SSLE-kristallertillåter användning avkortare kristaller, som kanförbättra systemets timingbeteende.
Simuleringar har också föreslagit att olika pixelformer, som hexagonala eller dodecagonala, kanleda till bättre ljusstyrnings- och timingprestanda, liknande principerna för optiska fibrer.
3. Kostnadseffektiva fördelar
En bild av Scintillator Crystal
Jämfört med monolitiska block, priset på SSLE-kristallerkan vara så låg somen tredjedelav kostnadenav motsvarande pixelerade array, beroende på pixeldimensionerna.
Dessutomhögre känslighet för SSLE-kristallertillåteranvändningen av kortare kristaller, ytterligare minska den totala kostnaden.
SSLE-tekniken kräver lägre lasereffekt jämfört med laserskärning, vilket möjliggörbilligare SSLE-systemjämfört med lasersmältnings- eller skäranläggningar.
Deinitiala investeringar i infrastruktur och utbildningför SSLE är också betydligt lägreän kostnaden för att utveckla en PET-detektor.
4. Designflexibilitet och anpassning
Processen att gravera SSLE-kristaller ärinte tidskrävande, med en ungefärlig15 minuterbehövs för att gravera en 12,8x12,8x12 mm, 3-kristalluppsättning.
Deflexibel natur, kostnadseffektivitet, ochenkel beredning av SSLE-kristaller, tillsammans med derasöverlägsen packningsfraktion, kompensera förnågot sämre rumslig upplösningjämfört med vanliga pixlade arrayer.
Icke-konventionella pixelgeometrier
SSLE möjliggör utforskning avicke-konventionella pixelgeometrier, vilket gör att de glittrande pixlarna kan varaexakt anpassad till de specifika kraven för varje applikation, såsom kollimatorer eller dimensionerna för kiselfotomultiplikatorpixlar.
Kontrollerad ljusdelning
Kontrollerad ljusdelning kan uppnås genom exakt manipulering av de graverade ytornas optiska egenskaper,underlätta ytterligare miniatyrisering av gammadetektorer.
Exotiska mönster
Exotiska mönster, såsom Voronoi tessellationer, kan varalätt graverad i monolitiska kristaller. Dessutom kan en slumpmässig fördelning av pixelstorlekar möjliggöra införandet av komprimerade avkänningstekniker, vilket drar fördel av den omfattande ljusdelningen.
Maskiner för underjordisk lasergravering
Hjärtat i att skapa Subsurface Laser ligger i lasergraveringsmaskinen. Dessa maskiner använderen kraftfull grön laser, speciellt designad förunderjordisk lasergravering i kristall.
DeEn och enda lösningdu någonsin kommer att behöva för Subsurface Laser Engraving.
Stöder6 olika konfigurationer
FrånSmåskalig hobbyist to Storskalig produktion
Upprepad platsnoggrannhet at <10 μm
Kirurgisk precisionför 3D Laser Carving
3D-kristalllasergraveringsmaskin(SSLE)
För lasergravering under ytan,precision är avgörandeför att skapa detaljerade och intrikata gravyrer. Laserns fokuserade stråleinteragerar exaktmed kristallens inre struktur,skapa 3D-bilden.
Bärbar, exakt och avancerad
Kompakt laserkroppför SSLE
Stötsäker&Säkrare för nybörjare
Snabb kristallgraveringupp till 3600 poäng/sekund
Bra kompatibiliteti design