Сцинтиляційний кристал
(Поверхневе лазерне гравірування)
Сцинтиляційні детектори, використовуючи піксельні неорганічні кристалічні сцинтиляторишироко використовується для виявлення часток і радіації, в тому числі всканери позитронно-емісійної томографії (ПЕТ)..
Завдяки додаванню світлопровідних функцій до кристала, просторова роздільна здатність детектораможна покращити до міліметрового масштабу, підвищуючи загальну роздільну здатність томографа.
Однак традиційний метод офізично пікселізаціякристали - це аскладний, дорогий і трудомісткий процес. Крім того, фракція упаковки і чутливість детектораможе бути скомпрометованозавдякивикористані несвічуючі світловідбиваючі матеріали.
Ви можете переглянути оригінальну дослідницьку статтю тут. (Від ResearchGate)
Підповерхневе лазерне гравірування дляСцинтиляційний кристал
Альтернативним підходом є використанняметоди підповерхневого лазерного гравіювання (SSLE).для сцинтиляторних кристалів.
Завдяки фокусуванню лазера всередині кристала виділяється тепломоже створити контрольований малюнок мікротріщинщовиконують роль відбиваючих структур, ефективно створюючисвітлопровідні пікселібез необхідності фізичного відокремлення.
1. Не потрібна фізична пікселізація кристала,зниження складності та вартості.
2. Оптичні характеристики та геометрія відбиваючих структур можуть бутиточно контролюється, що дозволяє створювати нестандартні форми та розміри пікселів.
3. Архітектура зчитування та детекторазалишаються такими ж, як і для стандартних піксельних масивів.
Процес лазерного гравіювання (SSLE) для сцинтиляторного кристала
Процес гравіювання SSLE передбачаєнаступні кроки:
1. Дизайн:
Моделювання та проектуваннябажану піксельну архітектуру, в тому числірозміриіоптичні характеристики.
2. Модель CAD:
Створення адетальна CAD модельрозподілу мікротріщин,на основі результатів моделюванняіхарактеристики лазерного гравірування.
3. Почніть гравірування:
Власне гравірування кристала LYSO за допомогою лазерної системи,керуючись моделлю САПР.
Процедура розробки SSLE: (A) Імітаційна модель, (B) Модель CAD, (C) Гравірований LYSO, (D) Діаграма затоплення поля
4. Оцінка результату:
Оцінка продуктивності вигравіруваного кристала за допомогою aзображення поля повенііПідгонка Гаусадля оцінки якості пікселів і просторової роздільної здатності.
ПОЯСНЕННЯ про підповерхневе лазерне гравірування за 2 хвилини
Theтехніка підповерхневого лазерного гравіруваннядля сцинтиляторних кристалів пропонує атрансформаційний підхіддо пікселізації цих матеріалів.
Забезпечуючи точний контроль оптичних характеристик і геометрії відбиваючих структур, цей методдозволяє розробляти інноваційні архітектури детекторівзпокращена просторова роздільна здатність і продуктивність, всебезнеобхідність складної та дорогої фізичної пікселізації.
Хочете дізнатися більше про:
Підповерхневе лазерне гравірування сцинтиляційного кристала?
Результати для сцинтиляційного кристала SSLE
1. Покращена світловіддача
Ліворуч: Огляд DoI асиметрії відбивної здатності вигравіруваної поверхні.
Справа: Pixel Displacement DoI.
Порівняння імпульсів міжпідповерхневі масиви з лазерним гравіюванням (SSLE).ізвичайні масивидемонструє анабагато кращий вихід світла для SSLE.
Ймовірно, це пов’язано звідсутність пластикових відбивачівміж пікселями, що може спричинити оптичну невідповідність і втрату фотонів.
Покращена світловіддача означаєбільше світла для тих самих імпульсів енергії, роблячи SSLE бажаною характеристикою.
2. Покращена поведінка синхронізації
Зображення сцинтиляційного кристала
Довжина кристала має aшкідливий вплив на терміни, що має вирішальне значення для застосування позитронно-емісійної томографії (ПЕТ).
Однак,більш висока чутливість кристалів SSLEдозволяє використовуватикоротші кристали, який можепокращити синхронізацію системи.
Симуляції також показали, що різні форми пікселів, наприклад шестикутні або дванадцятикутні, можутьпризводять до кращих характеристик світловоду та синхронізації, подібний до принципів оптичних волокон.
3. Економічні переваги
Зображення сцинтиляторного кристала
У порівнянні з монолітними блоками ціна кристалів SSLEможе бути настільки низьким, якодна третинавартостівідповідного піксельного масиву залежно від розмірів пікселів.
Крім того,більш висока чутливість кристалів SSLEдозволяєвикористання більш коротких кристалів, подальше зниження загальної вартості.
Техніка SSLE вимагає меншої потужності лазера порівняно з лазерним різанням, що дозволяєменш дорогі системи SSLEпорівняно з установками для лазерного плавлення або різання.
Theпочаткові інвестиції в інфраструктуру та навчаннядля SSLE також значно нижчийніж вартість розробки ПЕТ-детектора.
4. Гнучкість дизайну та налаштування
Процес гравірування кристалів SSLE єне трудомісткий, з приблизним15 хвилиннеобхідні для гравірування масиву з 3 кристалів розміром 12,8x12,8x12 мм.
Theгнучкий характер, економічна ефективність, іпростота отримання кристалів SSLE, разом із своїмивисока фракція упаковки, компенсуватидещо гірша просторова роздільна здатністьпорівняно зі стандартними піксельними масивами.
Нетрадиційні геометрії пікселів
SSLE дозволяє досліджуватинетрадиційні піксельні геометрії, що дозволяє мерехтливим пікселям бутиточно узгоджується з конкретними вимогами кожної програми, таких як коліматори або розміри пікселів кремнієвих фотопомножувачів.
Контрольований розподіл світла
Контрольованого розподілу світла можна досягти за допомогою точного маніпулювання оптичними характеристиками гравірованих поверхонь,полегшення подальшої мініатюризації гамма-детекторів.
Екзотичні дизайни
Екзотичні дизайни, такі як тесселяції Вороного, можуть бутилегко гравірується в монолітних кристалах. Крім того, випадковий розподіл розмірів пікселів може уможливити впровадження методів стисненого зондування, використовуючи переваги широкого спільного використання світла.
Машини для підповерхневого лазерного гравірування
Серце створення Subsurface Laser лежить у лазерній гравірувальній машині. Ці машини використовуютьпотужний зелений лазер, спеціально розроблений дляпідповерхневе лазерне гравірування в кристалі.
TheЄдине рішеннявам коли-небудь знадобиться для підповерхневого лазерного гравірування.
Підтримує6 різних конфігурацій
ВідНевеликий хобі to Масштабне виробництво
Повторювана точність розташування at <10 мкм
Хірургічна точністьдля 3D лазерного різьблення
Машина для лазерного гравірування кристалів 3D(SSLE)
Для підповерхневого лазерного гравірування,точність має вирішальне значеннядля створення детальних і складних гравюр. Сфокусований промінь лазераточно взаємодієз внутрішньою структурою кристала,створення 3D зображення.
Портативний, точний і вдосконалений
Компактний лазерний корпусдля SSLE
Ударостійкий&Безпечніше для початківців
Швидке гравірування кристалівдо 3600 точок/сек
Чудова сумісністьв дизайні