Scintillationskrystal
(Lasergravering under overfladen)
Scintillationsbaserede detektorer, ved hjælp af pixelerede uorganiske krystalscintillatorer, ermeget anvendt til partikel- og strålingsdetektion, herunder ipositronemissionstomografi (PET) scannere.
Ved at tilføje lysstyrende funktioner til krystallen, kan detektorens rumlige opløsningkan forbedres til millimeterskalaen, hvilket forbedrer tomografens samlede opløsning.
Imidlertid er den traditionelle metode tilfysisk pixeleringkrystallerne er enkompleks, dyr og besværlig procesDerudover er detektorens pakningsfraktion og følsomhedkan blive kompromitteretpå grund afder anvendes ikke-skintillerende reflekterende materialer.
Du kan se den originale forskningsartikel her. (Fra ResearchGate)
Underjordisk lasergravering tilScintillationskrystal
En alternativ tilgang er brugen afteknikker til lasergravering under overfladen (SSLE)for scintillatorkrystaller.
Ved at fokusere en laser inde i krystallen, genereres den varmekan skabe et kontrolleret mønster af mikrorevneratfungere som reflekterende strukturer, effektivt skabendelysstyrende pixelsuden behov for fysisk adskillelse.
1. Ingen fysisk pixelering af krystallen er nødvendig,reducerer kompleksitet og omkostninger.
2. De optiske egenskaber og geometrien af de reflekterende strukturer kanpræcist kontrolleret, hvilket muliggør design af brugerdefinerede pixelformer og -størrelser.
3. Aflæsnings- og detektorarkitekturforbliver de samme som for standard pixelerede arrays.
Lasergraveringsproces (SSLE) til scintillatorkrystal
SSLE-graveringsprocessen involvererfølgende trin:
1. Designet:
Simulering og design afønsket pixelarkitektur, inklusivedimensionerogoptiske egenskaber.
2. CAD-modellen:
Oprettelse af endetaljeret CAD-modelaf mikrorevnefordelingen,baseret på simuleringsresultaterneogspecifikationer for lasergravering.
3. Start gravering:
Faktisk gravering af LYSO-krystallen ved hjælp af lasersystemet,vejledt af CAD-modellen.
SSLE-udviklingsprocedure: (A) Simuleringsmodel, (B) CAD-model, (C) Graveret LYSO, (D) Feltoversvømmelsesdiagram
4. Resultatevaluering:
Evaluering af den graverede krystals ydeevne ved hjælp af enbillede af oversvømmelsesfeltetogGaussisk tilpasningfor at vurdere pixelkvaliteten og den rumlige opløsning.
Underjordisk lasergravering forklaret på 2 minutter
Deteknik til lasergravering under overfladenfor scintillatorkrystaller tilbyder entransformerende tilgangtil pixeleringen af disse materialer.
Ved at give præcis kontrol over de optiske egenskaber og geometrien af de reflekterende strukturer,muliggør udvikling af innovative detektorarkitekturermedforbedret rumlig opløsning og ydeevne, alleudenbehovet for kompleks og dyr fysisk pixelering.
Vil du vide mere om:
Underjordisk lasergravering af scintillationskrystal?
Resultater for SSLE scintillationskrystal
1. Forbedret lysudbytte
Venstre: Oversigt over DoI for asymmetri af graveret overfladereflektionsevne.
Højre: Pixelforskydning DoI.
Sammenligningen af pulser mellemunderjordiske lasergraverede (SSLE) arraysogkonventionelle arraysdemonstrerer enlangt bedre lysudbytte for SSLE.
Dette skyldes sandsynligvisfravær af plastreflektorermellem pixels, hvilket kan forårsage optisk uoverensstemmelse og fotontab.
Det forbedrede lysudbytte betydermere lys for de samme energipulser, hvilket gør SSLE til en ønskværdig egenskab.
2. Forbedret timingadfærd
Et billede af scintillationskrystal
Krystallængden har enskadelig effekt på timingen, hvilket er afgørende for positronemissionstomografi (PET) applikationer.
Imidlertidhøjere følsomhed af SSLE-krystallertillader brug afkortere krystaller, som kanforbedre systemets timingadfærd.
Simuleringer har også antydet, at forskellige pixelformer, såsom hexagonale eller dodekagonale, kanføre til bedre lysstyring og timing-ydeevne, svarende til principperne for optiske fibre.
3. Omkostningseffektive fordele
Et billede af scintillatorkrystal
Sammenlignet med monolitiske blokke er prisen på SSLE-krystallerkan være så lav somen tredjedelaf omkostningerneaf det tilsvarende pixelerede array, afhængigt af pixeldimensionerne.
Derudoverhøjere følsomhed af SSLE-krystallertilladerbrugen af kortere krystaller, yderligere reduktion af de samlede omkostninger.
SSLE-teknikken kræver lavere lasereffekt sammenlignet med laserskæring, hvilket giver mulighed forbilligere SSLE-systemersammenlignet med lasersmeltnings- eller skærefaciliteter.
Deinitial investering i infrastruktur og uddannelsefor SSLE er også betydeligt lavereend omkostningerne ved at udvikle en PET-detektor.
4. Designfleksibilitet og tilpasning
Processen med at gravere SSLE-krystaller erikke tidskrævende, med en omtrentlig15 minutterskulle gravere et 12,8x12,8x12 mm, 3-krystal array.
Defleksibel natur, omkostningseffektivitet, ognem fremstilling af SSLE-krystaller, sammen med deresoverlegen pakningsfraktion, kompensere forlidt ringere rumlig opløsningsammenlignet med standard pixelerede arrays.
Ikke-konventionelle pixelgeometrier
SSLE giver mulighed for udforskning afikke-konventionelle pixelgeometrier, hvilket gør det muligt at de funklende pixelspræcist tilpasset de specifikke krav i hver applikation, såsom kollimatorer eller dimensionerne af siliciumfotomultiplikatorpixels.
Kontrolleret lysdeling
Kontrolleret lysdeling kan opnås gennem præcis manipulation af de optiske egenskaber ved de graverede overflader,fremme yderligere miniaturisering af gammadetektorer.
Eksotiske designs
Eksotiske designs, såsom Voronoi-tesselleringer, kan værelet graveret i monolitiske krystallerDerudover kan en tilfældig fordeling af pixelstørrelser muliggøre introduktionen af komprimerede registreringsteknikker, der udnytter den omfattende lysdeling.
Maskiner til lasergravering under overfladen
Hjertet i Subsurface Laser-produktionen ligger i lasergraveringsmaskinen. Disse maskiner brugeren kraftig grøn laser, specielt designet tilUnderjordisk lasergravering i krystal.
DeÉn og kun én løsningdu nogensinde får brug for til underjordisk lasergravering.
Støtter6 forskellige konfigurationer
FraLille hobbyist to Storskalaproduktion
Gentagen placeringsnøjagtighed at <10 μm
Kirurgisk præcisiontil 3D-laserudskæring
3D krystal lasergraveringsmaskine(SSLE)
Til lasergravering i undergrunden,præcision er afgørendetil at skabe detaljerede og indviklede graveringer. Laserens fokuserede stråleinteragerer præcistmed krystallens indre struktur,oprettelse af 3D-billedet.
Bærbar, præcis og avanceret
Kompakt laserhustil SSLE
Stødsikker&Sikrere for begyndere
Hurtig krystalgraveringop til 3600 point/sekund
Fantastisk kompatibiliteti Design