ประกาย
(การแกะสลักเลเซอร์พื้นผิวย่อย)
เครื่องตรวจจับที่ใช้แวววาว, การใช้ pixelated อนินทรีย์คริสตัล scintillators คือใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการตรวจจับอนุภาคและรังสีรวมถึงในเครื่องสแกนเอกซ์เรย์ปล่อยโพซิตรอน (PET).
ด้วยการเพิ่มคุณสมบัติการชี้นำแสงลงในคริสตัลความละเอียดเชิงพื้นที่ของเครื่องตรวจจับสามารถปรับปรุงให้ดีขึ้นในระดับมิลลิเมตรเพิ่มความละเอียดโดยรวมของโทโมกราฟ
อย่างไรก็ตามวิธีการดั้งเดิมของพิกเซลคริสตัลคือกระบวนการที่ซับซ้อนราคาแพงและลำบาก- นอกจากนี้ส่วนการบรรจุและความไวของเครื่องตรวจจับสามารถบุกรุกได้เนื่องจากใช้วัสดุสะท้อนแสงที่ใช้ไม่ได้
คุณสามารถดูรายงานการวิจัยต้นฉบับได้ที่นี่ (จาก ResearchGate)
การแกะสลักเลเซอร์ใต้ผิวดินสำหรับประกาย
อีกทางเลือกหนึ่งคือการใช้งานเทคนิคการแกะสลักเลเซอร์ใต้ผิวดิน (SSLE)สำหรับคริสตัล Scintillator
โดยการโฟกัสเลเซอร์ภายในคริสตัลความร้อนที่เกิดขึ้นสามารถสร้างรูปแบบการควบคุมของ microcracksที่ทำหน้าที่เป็นโครงสร้างสะท้อนแสงสร้างอย่างมีประสิทธิภาพพิกเซลนำทางด้วยแสงไม่จำเป็นต้องแยกทางกายภาพ
1. ไม่จำเป็นต้องใช้พิกเซลทางกายภาพของคริสตัลลดความซับซ้อนและค่าใช้จ่าย.
2. ลักษณะทางแสงและรูปทรงเรขาคณิตของโครงสร้างสะท้อนแสงสามารถควบคุมได้อย่างแม่นยำเปิดใช้งานการออกแบบรูปร่างและขนาดพิกเซลที่กำหนดเอง
3. การอ่านค่าและสถาปัตยกรรมเครื่องตรวจจับยังคงเหมือนกันสำหรับอาร์เรย์พิกเซลมาตรฐาน
กระบวนการแกะสลักด้วยเลเซอร์ (SSLE) สำหรับคริสตัล scintillator
กระบวนการแกะสลัก SSLE เกี่ยวข้องกับขั้นตอนต่อไปนี้:
1. การออกแบบ:
การจำลองและการออกแบบของสถาปัตยกรรมพิกเซลที่ต้องการ, รวมทั้งขนาดและลักษณะทางแสง.
2. รุ่น CAD:
การสร้างไฟล์รุ่น CAD โดยละเอียดของการกระจาย microcrackขึ้นอยู่กับผลการจำลองและข้อกำหนดการแกะสลักด้วยเลเซอร์.
3. เริ่มแกะสลัก:
การแกะสลักจริงของ Lyso Crystal โดยใช้ระบบเลเซอร์ชี้นำโดยโมเดล CAD.
ขั้นตอนการพัฒนา SSLE: (a) แบบจำลองการจำลอง (b) โมเดล CAD, (c) แกะสลัก lyso, (d) ไดอะแกรมน้ำท่วมภาคสนาม
4. ผลการประเมินผล:
การประเมินผลการทำงานของคริสตัลที่จารึกโดยใช้ไฟล์ภาพทุ่งน้ำท่วมและการติดตั้งแบบเกาส์เซียนเพื่อประเมินคุณภาพพิกเซลและความละเอียดเชิงพื้นที่
การแกะสลักเลเซอร์ใต้ผิวดินอธิบายใน 2 นาที
ที่เทคนิคการแกะสลักเลเซอร์ใต้ผิวดินสำหรับ Scintillator Crystalsวิธีการเปลี่ยนแปลงไปยังพิกเซลของวัสดุเหล่านี้
โดยการควบคุมลักษณะทางแสงและเรขาคณิตของโครงสร้างสะท้อนแสงที่แม่นยำช่วยให้การพัฒนาสถาปัตยกรรมเครื่องตรวจจับที่เป็นนวัตกรรมกับปรับปรุงความละเอียดเชิงพื้นที่และประสิทธิภาพ, ทั้งหมดปราศจากความต้องการพิกเซลที่ซับซ้อนและมีราคาแพง
ต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ:
เลเซอร์ใต้ผิวดินแกะสลัก Scintillation คริสตัล?
ผลการวิจัยสำหรับ Ssle Scintillation Crystal
1. ผลผลิตแสงที่ดีขึ้น
ซ้าย: ภาพรวมการสะท้อนแสงพื้นผิวที่ไม่สมมาตร DOI ภาพรวม
ขวา: Pixel Displacement doi
การเปรียบเทียบพัลส์ระหว่างอาร์เรย์เลเซอร์ใต้ผิวดิน (SSLE)และอาร์เรย์ทั่วไปแสดงให้เห็นผลผลิตแสงที่ดีกว่าสำหรับ SSLE.
นี่อาจเป็นเพราะไฟล์ไม่มีตัวสะท้อนแสงพลาสติกระหว่างพิกเซลซึ่งอาจทำให้เกิดความไม่ตรงกันของแสงและการสูญเสียโฟตอน
ผลผลิตแสงที่ดีขึ้นหมายถึงแสงมากขึ้นสำหรับพัลส์พลังงานเดียวกัน, ทำให้ SSLE เป็นลักษณะที่ต้องการ
2. พฤติกรรมการกำหนดเวลาที่เพิ่มขึ้น
รูปภาพของคริสตัลส่องแสง
ความยาวคริสตัลมีผลกระทบที่เป็นอันตรายต่อเวลาซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับแอพพลิเคชั่นเอกซ์เรย์ปล่อยโพซิตรอน (PET)
อย่างไรก็ตามความไวที่สูงขึ้นของผลึก SSLEอนุญาตให้ใช้งานคริสตัลที่สั้นกว่าซึ่งสามารถปรับปรุงพฤติกรรมการกำหนดเวลาของระบบ
การจำลองยังแนะนำว่ารูปร่างพิกเซลที่แตกต่างกันเช่นหกเหลี่ยมหรือ dodecagonal พฤษภาคมนำไปสู่ประสิทธิภาพการแนะนำแสงและเวลาที่ดีขึ้นคล้ายกับหลักการของเส้นใยแสง
3. ข้อดีที่คุ้มค่า
รูปภาพของ Scintillator Crystal
เมื่อเทียบกับบล็อกเสาหินราคาของผลึก SSLEสามารถต่ำที่สุดเท่าที่หนึ่งในสามของค่าใช้จ่ายของอาร์เรย์พิกเซลที่สอดคล้องกันขึ้นอยู่กับขนาดของพิกเซล
นอกจากนี้ความไวที่สูงขึ้นของผลึก SSLEอนุญาตการใช้คริสตัลที่สั้นกว่า, ลดค่าใช้จ่ายโดยรวมเพิ่มเติม
เทคนิค SSLE ต้องการพลังงานเลเซอร์ที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับการตัดด้วยเลเซอร์ระบบ SSLE ที่ราคาไม่แพงเมื่อเทียบกับการหลอมละลายเลเซอร์หรือการตัดสิ่งอำนวยความสะดวก
ที่การลงทุนเบื้องต้นในโครงสร้างพื้นฐานและการฝึกอบรมสำหรับ SSLE ก็ลดลงอย่างมีนัยสำคัญกว่าค่าใช้จ่ายในการพัฒนาเครื่องตรวจจับสัตว์เลี้ยง.
4. การออกแบบความยืดหยุ่นและการปรับแต่ง
กระบวนการแกะสลักผลึก SSLE คือไม่ต้องใช้เวลานานโดยประมาณ15 นาทีจำเป็นต้องแกะสลัก 12.8x12.8x12 มม. อาร์เรย์ 3 ผลึก
ที่ธรรมชาติที่ยืดหยุ่น, ความคุ้มค่า, และความสะดวกในการเตรียมผลึก SSLEพร้อมกับพวกเขาเศษบรรจุภัณฑ์ที่เหนือกว่าชดเชยความละเอียดเชิงพื้นที่ที่ด้อยกว่าเล็กน้อยเมื่อเทียบกับอาร์เรย์พิกเซลมาตรฐาน
รูปทรงพิกเซลที่ไม่เป็นทางการ
SSLE อนุญาตให้มีการสำรวจรูปทรงพิกเซลที่ไม่เป็นทางการช่วยให้พิกเซลที่เป็นประกายเป็นตรงกับข้อกำหนดเฉพาะของแต่ละแอปพลิเคชันเช่น collimators หรือขนาดของพิกเซล silicon photomultiplier
ควบคุมการแบ่งปันแสง
การแบ่งปันแสงแบบควบคุมสามารถทำได้ผ่านการจัดการที่แม่นยำของลักษณะทางแสงของพื้นผิวสลักอำนวยความสะดวกให้กับเครื่องตรวจจับแกมม่าขนาดเล็กต่อไป
การออกแบบที่แปลกใหม่
การออกแบบที่แปลกใหม่เช่น voronoi tessellations สามารถเป็นได้แกะสลักได้อย่างง่ายดายภายในคริสตัลเสาหิน- นอกจากนี้การกระจายแบบสุ่มของขนาดพิกเซลสามารถเปิดใช้งานการแนะนำเทคนิคการตรวจจับการบีบอัดโดยใช้ประโยชน์จากการแบ่งปันแสงอย่างกว้างขวาง
เครื่องจักรสำหรับการแกะสลักเลเซอร์ใต้ผิวดิน
หัวใจของการสร้างเลเซอร์ใต้ผิวดินอยู่ในเครื่องแกะสลักเลเซอร์ เครื่องเหล่านี้ใช้ประโยชน์เลเซอร์สีเขียวที่มีกำลังสูงออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการแกะสลักเลเซอร์ใต้ผิวดินในคริสตัล
ที่หนึ่งและทางออกเดียวคุณจะต้องใช้การแกะสลักด้วยเลเซอร์ใต้ผิวดิน
การสนับสนุน6 การกำหนดค่าที่แตกต่างกัน
จากมือสมัครเล่นขนาดเล็ก to การผลิตขนาดใหญ่
ความแม่นยำในตำแหน่งซ้ำ ๆ at <10μm
ความแม่นยำในการผ่าตัดสำหรับการแกะสลักเลเซอร์ 3 มิติ
เครื่องแกะสลักเลเซอร์คริสตัล 3D(SSLE)
สำหรับการแกะสลักเลเซอร์ใต้ผิวดินความแม่นยำเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการสร้างการแกะสลักอย่างละเอียดและซับซ้อน ลำแสงที่มุ่งเน้นเลเซอร์โต้ตอบอย่างแม่นยำด้วยโครงสร้างภายในของคริสตัลการสร้างภาพ 3 มิติ
พกพาแม่นยำและขั้นสูง
ตัวเลเซอร์ขนาดกะทัดรัดสำหรับ SSLE
กันกระแทก-ปลอดภัยสำหรับผู้เริ่มต้น
การแกะสลักคริสตัลเร็วสูงสุด 3600 คะแนน/วินาที
ความเข้ากันได้ดีในการออกแบบ