کریستال سوسوزن
(حکاکی لیزری زیر سطحی)
آشکارسازهای مبتنی بر سوسوزنبا استفاده از کریستال‌های معدنی پیکسلی،به طور گسترده برای تشخیص ذرات و تابش استفاده می‌شود، از جمله دراسکنرهای توموگرافی انتشار پوزیترون (PET).
با افزودن ویژگی‌های هدایت نور به کریستال، وضوح مکانی آشکارساز افزایش می‌یابد.می‌تواند تا مقیاس میلی‌متر بهبود یابد و وضوح کلی توموگرافی را افزایش دهد.
با این حال، روش سنتیِپیکسلی کردن فیزیکیکریستال‌ها یکفرآیندی پیچیده، پرهزینه و طاقت‌فرساعلاوه بر این، کسر تراکم و حساسیت آشکارسازمی‌تواند مورد مصالحه قرار گیردبه دلیلاز مواد بازتابنده غیر جرقه‌زن استفاده شده است.
شما می‌توانید مقاله پژوهشی اصلی را اینجا مشاهده کنید. (از ResearchGate)
حکاکی لیزری زیرسطحی برایکریستال سوسوزن
یک رویکرد جایگزین، استفاده ازتکنیک‌های حکاکی لیزری زیرسطحی (SSLE)برای کریستال‌های سوسوزن.
با تمرکز لیزر درون کریستال، گرمای تولید شدهمی‌تواند الگوی کنترل‌شده‌ای از ریزترک‌ها ایجاد کندکهبه عنوان ساختارهای بازتابنده عمل می‌کنند، به طور موثر ایجادپیکسل‌های هدایت‌کننده نوربدون نیاز به جداسازی فیزیکی.
۱. هیچ پیکسل‌بندی فیزیکی از کریستال لازم نیست،کاهش پیچیدگی و هزینه.
۲. ویژگی‌های نوری و هندسه ساختارهای بازتابنده می‌توانددقیقاً کنترل شدهکه امکان طراحی اشکال و اندازه‌های پیکسل سفارشی را فراهم می‌کند.
۳. معماری خوانش و آشکارسازهمانند آرایه‌های پیکسلی استاندارد باقی می‌مانند.
فرآیند حکاکی لیزری (SSLE) برای کریستال جرقه‌زن
فرآیند حکاکی SSLE شامل موارد زیر استمراحل زیر:
۱. طراحی:
شبیه‌سازی و طراحیمعماری پیکسل مورد نظر، از جملهابعادوویژگی‌های نوری.
۲. مدل CAD:
ایجاد یکمدل CAD با جزئیاتاز توزیع ریزترک‌ها،بر اساس نتایج شبیه‌سازیومشخصات حکاکی لیزری.
۳. شروع حکاکی:
حکاکی واقعی کریستال LYSO با استفاده از سیستم لیزر،هدایت شده توسط مدل CAD.
رویه توسعه SSLE: (الف) مدل شبیه‌سازی، (ب) مدل CAD، (ج) LYSO حکاکی شده، (د) نمودار سیل میدانی
۴. ارزیابی نتایج:
ارزیابی عملکرد کریستال حکاکی شده با استفاده ازتصویر میدان سیلوبرازش گاوسیبرای ارزیابی کیفیت پیکسل و وضوح مکانی.
حکاکی لیزری زیرسطحی در ۲ دقیقه توضیح داده شده است
تکنیک حکاکی لیزری زیرسطحیبرای کریستال‌های سوسوزن، یک پیشنهاد ارائه می‌دهدرویکرد تحول‌آفرینبه پیکسلی شدن این مواد.
با ارائه کنترل دقیق بر ویژگی‌های نوری و هندسه ساختارهای بازتابنده، این روشامکان توسعه معماری‌های نوآورانه آشکارساز را فراهم می‌کندباوضوح و عملکرد مکانی بهبود یافته، همهبدوننیاز به پیکسل‌بندی فیزیکی پیچیده و پرهزینه.
می‌خواهید درباره موارد زیر بیشتر بدانید:
کریستال سوسوزن حکاکی لیزری زیرسطحی؟
یافته‌هایی برای کریستال سوسوزن SSLE
۱. بهبود بازده نور
چپ: عدم تقارن بازتاب سطح حکاکی شده، نمای کلی DoI.
راست: جابجایی پیکسل DoI.
مقایسه پالس‌ها بینآرایه‌های حکاکی‌شده با لیزر زیرسطحی (SSLE)وآرایه‌های مرسومنشان می‌دهدبازده نوری بسیار بهتر برای SSLE.
این احتمالاً به دلیلعدم وجود بازتابنده‌های پلاستیکیبین پیکسل‌ها، که می‌تواند باعث عدم تطابق نوری و از دست دادن فوتون شود.
بهبود بازده نور به این معنی است کهنور بیشتر برای پالس‌های انرژی یکسان, SSLE را به یک ویژگی مطلوب تبدیل می‌کند.
۲. رفتار زمان‌بندی بهبود یافته
تصویری از کریستال سوسوزن
طول کریستال داردتأثیر مخرب بر زمان‌بندیکه برای کاربردهای توموگرافی انتشار پوزیترون (PET) بسیار مهم است.
با این حال،حساسیت بالاتر کریستال‌های SSLEاجازه استفاده ازبلورهای کوتاه‌تر، که می‌تواندبهبود رفتار زمان‌بندی سیستم.
شبیه‌سازی‌ها همچنین نشان داده‌اند که اشکال مختلف پیکسل، مانند شش‌ضلعی یا دوازده‌ضلعی، ممکن استمنجر به عملکرد بهتر در هدایت نور و زمان‌بندی می‌شود، مشابه اصول فیبرهای نوری.
۳. مزایای مقرون به صرفه
تصویری از کریستال جرقه‌زن
در مقایسه با بلوک‌های یکپارچه، قیمت کریستال‌های SSLEمی‌تواند به اندازه کم باشدیک سوماز هزینهاز آرایه پیکسلی مربوطه، بسته به ابعاد پیکسل.
علاوه بر این،حساسیت بالاتر کریستال‌های SSLEاجازه می‌دهد تااستفاده از کریستال‌های کوتاه‌تر, کاهش بیشتر هزینه کلی.
تکنیک SSLE در مقایسه با برش لیزری به توان لیزر کمتری نیاز دارد و این امکان را فراهم می‌کندسیستم‌های SSLE ارزان‌تردر مقایسه با تأسیسات ذوب یا برش لیزری.
سرمایه‌گذاری اولیه در زیرساخت‌ها و آموزشبرای SSLE نیز به طور قابل توجهی پایین تر استاز هزینه توسعه یک آشکارساز PET.
۴. انعطاف‌پذیری و سفارشی‌سازی طراحی
فرآیند حکاکی کریستال‌های SSLE به شرح زیر است:وقت گیر نیست، با تقریبی۱۵ دقیقهبرای حکاکی یک آرایه ۳ کریستالی ۱۲.۸x۱۲.۸x۱۲ میلی‌متری مورد نیاز است.
طبیعت انعطاف‌پذیر, مقرون به صرفه بودن، وسهولت تهیه کریستال‌های SSLE، همراه با آنهاکسر بسته‌بندی برتر، جبران کند.وضوح فضایی کمی پایین‌تردر مقایسه با آرایه‌های پیکسلی استاندارد.
هندسه‌های پیکسلی غیرمتعارف
SSLE امکان کاوش در موارد زیر را فراهم می‌کند:هندسه‌های پیکسلی غیرمتعارف، پیکسل‌های درخشان را قادر می‌سازد تادقیقاً با الزامات خاص هر کاربرد مطابقت داردمانند کولیماتورها یا ابعاد پیکسل‌های سیلیکونی تکثیرکننده‌ی نور.
اشتراک‌گذاری نور کنترل‌شده
با دستکاری دقیق ویژگی‌های نوری سطوح حکاکی‌شده، می‌توان به اشتراک‌گذاری نور کنترل‌شده دست یافت.تسهیل کوچک‌سازی بیشتر آشکارسازهای گاما.
طرح‌های عجیب و غریب
طرح‌های عجیب و غریبمانند موزاییک‌کاری‌های ورونوی، می‌توانند باشندبه راحتی درون کریستال‌های یکپارچه حکاکی می‌شودعلاوه بر این، توزیع تصادفی اندازه پیکسل‌ها می‌تواند امکان معرفی تکنیک‌های حسگری فشرده را فراهم کند و از اشتراک‌گذاری گسترده نور بهره ببرد.
ماشین آلات حکاکی لیزری زیرسطحی
قلب آفرینش لیزری زیرسطحی در دستگاه حکاکی لیزری نهفته است. این دستگاه‌ها از ... استفاده می‌کنند.یک لیزر سبز پرقدرت، به طور خاص طراحی شده برایحکاکی لیزری زیرسطحی در کریستال.
یک و تنها راه حلشما برای حکاکی لیزری زیرسطحی به آن نیاز خواهید داشت.
پشتیبانی‌ها۶ پیکربندی مختلف
ازسرگرمی در مقیاس کوچک to تولید در مقیاس بزرگ
دقت مکان‌یابی مکرر at <10μm
دقت جراحیبرای حکاکی لیزری سه بعدی
دستگاه حکاکی لیزری سه بعدی کریستالی(SSLE)
برای حکاکی لیزری زیرسطحی،دقت بسیار مهم استبرای ایجاد حکاکی‌های دقیق و پیچیده. پرتو متمرکز لیزردقیقاً تعامل داردبا ساختار داخلی کریستال،ایجاد تصویر سه بعدی
قابل حمل، دقیق و پیشرفته
بدنه لیزر جمع و جوربرای SSLE
ضد ضربهوامن‌تر برای مبتدیان
حکاکی سریع کریستالتا ۳۶۰۰ نقطه در ثانیه
سازگاری عالیدر طراحی