Tinh thể scintillation
(Khắc laser bề mặt phụ)
Máy dò dựa trên scintillation, sử dụng các bộ lọc tinh thể vô cơ pixelated, làđược sử dụng rộng rãi để phát hiện hạt và bức xạ, bao gồm cả trongMáy quét chụp cắt lớp phát xạ positron (PET).
Bằng cách thêm các tính năng hướng dẫn ánh sáng vào tinh thể, độ phân giải không gian của máy dòcó thể được cải thiện theo thang điểm milimet, tăng cường độ phân giải tổng thể của chụp cắt lớp.
Tuy nhiên, phương pháp truyền thống củathể chất pixelcác tinh thể là mộtquy trình phức tạp, tốn kém và tốn nhiều công sức. Ngoài ra, phần đóng gói và độ nhạy của máy dòcó thể bị xâm phạmDoVật liệu phản chiếu không bị scintillating được sử dụng.
Bạn có thể xem bài nghiên cứu ban đầu ở đây. (Từ Researchgate)
Khắc laser dưới bề mặt choTinh thể scintillation
Một cách tiếp cận khác là việc sử dụngKỹ thuật khắc laser dưới bề mặt (SSLE)cho các tinh thể scintillator.
Bằng cách tập trung laser bên trong tinh thể, nhiệt được tạo racó thể tạo ra một mô hình được kiểm soát của vicrocrackscái đóhoạt động như cấu trúc phản chiếu, tạo ra một cách hiệu quảPixels hướng dẫn ánh sángkhông cần sự tách biệt về thể chất.
1. Không yêu cầu pixel vật lý của tinh thể,giảm độ phức tạp và chi phí.
2. Các đặc tính quang học và hình học của các cấu trúc phản xạ có thểKiểm soát chính xác, cho phép thiết kế các hình dạng và kích thước pixel tùy chỉnh.
3. Kiến trúc đọc và phát hiệnvẫn giống như đối với các mảng pixelated tiêu chuẩn.
Quá trình khắc laser (SSLE) cho tinh thể scintillator
Quy trình khắc SSLE liên quan đếncác bước sau:
1. Thiết kế:
Mô phỏng và thiết kế củaKiến trúc pixel mong muốn, bao gồmKích thướcVàĐặc điểm quang học.
2. Mô hình CAD:
Tạo ra aMô hình CAD chi tiếtcủa phân phối microcrack,Dựa trên kết quả mô phỏngVàThông số kỹ thuật khắc bằng laser.
3. Bắt đầu khắc:
Khắc thực tế của tinh thể lyso bằng hệ thống laser,được hướng dẫn bởi mô hình CAD.
Quy trình phát triển SSLE: (a) Mô hình mô phỏng, (b) mô hình CAD, (c) Khắc Lyso, (d) Sơ đồ lũ lụt trường
4. Đánh giá kết quả:
Đánh giá hiệu suất của tinh thể khắc bằng cách sử dụnghình ảnh trường lũVàGaussian phù hợpĐể đánh giá chất lượng pixel và độ phân giải không gian.
Khắc Laser dưới bề mặt được giải thích trong 2 phút
CácKỹ thuật khắc laser dưới bề mặtĐối với các tinh thể scintillator cung cấp mộtPhương pháp biến đổiĐể pixel của các vật liệu này.
Bằng cách cung cấp kiểm soát chính xác các đặc tính quang học và hình học của các cấu trúc phản xạ, phương pháp nàyCho phép phát triển các kiến trúc máy dò sáng tạovớiĐộ phân giải không gian và hiệu suất nâng cao, tất cảkhông cóSự cần thiết cho pixel vật lý phức tạp và tốn kém.
Muốn biết thêm về:
Subsurface Laser khắc tinh thể scintillation?
Các phát hiện cho tinh thể scintillation ssle
1. Năng suất ánh sáng được cải thiện
Trái: Khắc phục độ phản xạ bề mặt không đối xứng DOI Tổng quan.
Phải: chuyển vị pixel doi.
So sánh các xung giữaCác mảng được khắc bằng laser (SSLE)VàMảng thông thườngThể hiện aNăng suất ánh sáng tốt hơn nhiều cho SSLE.
Điều này có thể là dokhông có gương phản xạ nhựagiữa các pixel, có thể gây ra sự không phù hợp quang học và mất photon.
Năng suất ánh sáng được cải thiện có nghĩa lànhiều ánh sáng hơn cho cùng một xung năng lượng, Làm cho SSLE thành một đặc điểm mong muốn.
2. Hành vi thời gian nâng cao
Một bức tranh về tinh thể scintillation
Chiều dài pha lê có mộtảnh hưởng bất lợi đến thời gian, là rất quan trọng cho các ứng dụng chụp cắt lớp phát xạ positron (PET).
Tuy nhiên,Độ nhạy cao hơn của các tinh thể SSLEcho phép sử dụngTinh thể ngắn hơn, mà có thểCải thiện hành vi thời gian của hệ thống.
Mô phỏng cũng cho rằng các hình dạng pixel khác nhau, chẳng hạn như hình lục giác hoặc dodecagonal, có thểdẫn đến hiệu suất hướng dẫn ánh sáng và thời gian tốt hơn, tương tự như các nguyên tắc của sợi quang.
3. Ưu điểm hiệu quả về chi phí
Hình ảnh của Scintillator Crystal
So với các khối nguyên khối, giá của các tinh thể SSLEcó thể thấp nhưMột phần bacủa chi phícủa mảng pixelated tương ứng, tùy thuộc vào kích thước pixel.
Ngoài ra,Độ nhạy cao hơn của các tinh thể SSLEcho phépviệc sử dụng các tinh thể ngắn hơn, giảm thêm chi phí tổng thể.
Kỹ thuật SSLE yêu cầu công suất laser thấp hơn so với việc cắt laser, cho phépHệ thống SSLE ít tốn kém hơnso với các cơ sở nóng chảy laser hoặc cắt.
CácĐầu tư ban đầu vào cơ sở hạ tầng và đào tạoĐối với SSLE cũng thấp hơn đáng kểhơn chi phí phát triển máy dò vật nuôi.
4. Tính linh hoạt và tùy biến thiết kế
Quá trình khắc các tinh thể SSLE làKhông tốn thời gian, với một gần đúng15 phútCần thiết để khắc một mảng 12,8x12.8x12 mm, 3 tinh thể.
CácBản chất linh hoạt, hiệu quả chi phí, VàDễ chuẩn bị tinh thể SSLE, cùng với của họPhần đóng gói vượt trội, bù chođộ phân giải không gian hơi kémso với các mảng pixelated tiêu chuẩn.
Hình học pixel không thông thường
SSLE cho phép khám pháHình học pixel không thông thường, cho phép các pixel scintillatingkhớp chính xác với các yêu cầu cụ thể của từng ứng dụng, chẳng hạn như bộ cộng tác hoặc kích thước của các pixel silicon photomultiplier.
Kiểm soát chia sẻ ánh sáng
Chia sẻ ánh sáng được kiểm soát có thể đạt được thông qua thao tác chính xác các đặc tính quang học của các bề mặt khắc,tạo điều kiện thu nhỏ thêm của máy dò gamma.
Thiết kế kỳ lạ
Thiết kế kỳ lạ, chẳng hạn như voronoi tessellations, có thểdễ dàng khắc trong các tinh thể nguyên khối. Hơn nữa, một phân phối ngẫu nhiên các kích thước pixel có thể cho phép giới thiệu các kỹ thuật cảm biến nén, tận dụng sự chia sẻ ánh sáng rộng rãi.
Máy móc để khắc laser dưới bề mặt
Trái tim của việc tạo laser dưới bề mặt nằm trong máy khắc laser. Những máy này sử dụngMột laser màu xanh lá cây công suất cao, được thiết kế đặc biệt choKhắc laser dưới bề mặt trong tinh thể.
CácGiải pháp một & duy nhấtBạn sẽ bao giờ cần khắc Laser dưới bề mặt.
Hỗ trợ6 cấu hình khác nhau
TừSở thích quy mô nhỏ to Sản xuất quy mô lớn
Độ chính xác vị trí lặp đi lặp lại at <10μm
Độ chính xác phẫu thuậtĐối với chạm khắc laser 3D
Máy khắc laser 3D pha lê(SSLE)
Đối với khắc laser dưới bề mặt,Độ chính xác là rất quan trọngđể tạo ra các bản khắc chi tiết và phức tạp. Chùm tia tập trung của lasertương tác chính xácvới cấu trúc bên trong của tinh thể,Tạo hình ảnh 3D.
Di động, chính xác và nâng cao
Cơ thể laser nhỏ gọncho SSLE
Chống sốcKhông có giá trịAn toàn hơn cho người mới bắt đầu
Khắc tinh thể nhanhlên đến 3600 điểm/giây
Khả năng tương thích tuyệt vờiTrong thiết kế