Scintillatiekristal
(Ondergrondse lasergravering)
Scintillatie-gebaseerde detectoren, met behulp van gepixelde anorganische kristalscintillatoren, zijnveel gebruikt voor deeltjes- en stralingsdetectie, inclusief inpositronemissietomografie (PET)-scanners.
Door lichtgeleidende eigenschappen aan het kristal toe te voegen, wordt de ruimtelijke resolutie van de detector vergroot.kan worden verbeterd tot op millimeterschaal, waardoor de algehele resolutie van de tomograaf wordt verbeterd.
De traditionele methode vanfysiek pixelerendde kristallen zijn eencomplex, duur en arbeidsintensief procesBovendien zijn de pakkingsfractie en de gevoeligheid van de detectorkan in gevaar komenvanwege deEr worden niet-scitterende reflecterende materialen gebruikt.
U kunt het originele onderzoeksrapport hier bekijken. (Van ResearchGate)
Ondergrondse lasergravering voorScintillatiekristal
Een alternatieve aanpak is het gebruik vanSubsurface laser engraving (SSLE) techniekenvoor scintillatorkristallen.
Door een laser in het kristal te focussen, wordt de gegenereerde hittekan een gecontroleerd patroon van microscheuren creërenDatfungeren als reflecterende structuren, effectief creërenlichtgeleidende pixelszonder dat er fysieke scheiding nodig is.
1. Er is geen fysieke pixelvorming van het kristal nodig,het verminderen van complexiteit en kosten.
2. De optische eigenschappen en geometrie van de reflecterende structuren kunnen zijn:nauwkeurig geregeld, waardoor u aangepaste pixelvormen en -afmetingen kunt ontwerpen.
3. Uitlees- en detectorarchitectuurblijven hetzelfde als voor standaard gepixelde arrays.
Lasergraveerproces (SSLE) voor scintillatorkristal
Het SSLE-graveerproces omvatde volgende stappen:
1. Het ontwerp:
Simulatie en ontwerp van degewenste pixelarchitectuur, inbegrepenafmetingenEnoptische eigenschappen.
2. Het CAD-model:
Creatie van eengedetailleerd CAD-modelvan de microscheurverdeling,gebaseerd op de simulatieresultatenEnspecificaties voor lasergraveren.
3. Begin met graveren:
Werkelijke gravure van het LYSO-kristal met behulp van het lasersysteem,geleid door het CAD-model.
SSLE-ontwikkelingsprocedure: (A) Simulatiemodel, (B) CAD-model, (C) Gegraveerd LYSO, (D) Veldoverstromingsdiagram
4. Evaluatie van het resultaat:
Evaluatie van de prestaties van het gegraveerde kristal met behulp van eenoverstromingsveld afbeeldingEnGaussische aanpassingom de pixelkwaliteit en ruimtelijke resolutie te beoordelen.
Ondergrondse lasergravering UITGELEGD in 2 minuten
Deondergrondse lasergraveertechniekvoor scintillatorkristallen biedt eentransformatieve aanpakaan de pixelvorming van deze materialen.
Door een nauwkeurige controle over de optische eigenschappen en geometrie van de reflecterende structuren te bieden,maakt de ontwikkeling van innovatieve detectorarchitecturen mogelijkmetverbeterde ruimtelijke resolutie en prestaties, allezonderde noodzaak van complexe en kostbare fysieke pixelvorming.
Wilt u meer weten over:
Scintillatiekristal graveren met laser onder het oppervlak?
Bevindingen voor SSLE-scintillatiekristal
1. Verbeterde lichtopbrengst
Links: Overzicht van gegraveerde oppervlaktereflectie-asymmetrie DoI.
Rechts: Pixelverplaatsing DoI.
De vergelijking van pulsen tussenondergrondse lasergegraveerde (SSLE) arraysEnconventionele arraystoont eenveel betere lichtopbrengst voor SSLE.
Dit komt waarschijnlijk door deafwezigheid van kunststof reflectorentussen de pixels, wat optische mismatching en fotonverlies kan veroorzaken.
De verbeterde lichtopbrengst betekentmeer licht voor dezelfde energiepulsen, waardoor SSLE een wenselijke eigenschap wordt.
2. Verbeterd timinggedrag
Een afbeelding van een scintillatiekristal
De kristallengte heeft eennadelig effect op de timing, wat cruciaal is voor toepassingen in Positron Emissie Tomografie (PET).
Echter, dehogere gevoeligheid van SSLE-kristallenmaakt het gebruik mogelijk vankortere kristallen, die kanhet timinggedrag van het systeem verbeteren.
Simulaties hebben ook gesuggereerd dat verschillende pixelvormen, zoals hexagonaal of twaalfhoekig,leiden tot betere lichtgeleidings- en timingprestaties, vergelijkbaar met de principes van optische vezels.
3. Kosteneffectieve voordelen
Een afbeelding van een scintillatorkristal
Vergeleken met monolithische blokken is de prijs van SSLE-kristallenkan zo laag zijn alseen derdevan de kostenvan de overeenkomstige gepixelde matrix, afhankelijk van de pixelafmetingen.
Bovendien is dehogere gevoeligheid van SSLE-kristallenmaakt het mogelijk omhet gebruik van kortere kristallen, waardoor de totale kosten verder verlaagd worden.
De SSLE-techniek vereist een lager laservermogen vergeleken met lasersnijden, waardoor:goedkopere SSLE-systemenvergeleken met lasersmelt- of snijfaciliteiten.
Deinitiële investering in infrastructuur en trainingvoor SSLE is ook aanzienlijk lagerdan de kosten voor het ontwikkelen van een PET-detector.
4. Ontwerpflexibiliteit en maatwerk
Het graveerproces van SSLE-kristallen isniet tijdrovend, met een geschatte15 minutennodig om een 12,8x12,8x12 mm, 3-kristal array te graveren.
Deflexibele aard, kosteneffectiviteit, Engemak van bereiding van SSLE-kristallen, samen met hunsuperieure verpakkingsfractie, compenseren voor deiets slechtere ruimtelijke resolutievergeleken met standaard gepixelde arrays.
Niet-conventionele pixelgeometrieën
SSLE maakt het mogelijk om te verkennenniet-conventionele pixelgeometrieënwaardoor de schitterende pixels kunnen wordennauwkeurig afgestemd op de specifieke eisen van elke toepassing, zoals collimatoren of de afmetingen van silicium fotomultiplicatorpixels.
Gecontroleerde lichtdeling
Gecontroleerde lichtverdeling kan worden bereikt door nauwkeurige manipulatie van de optische eigenschappen van de gegraveerde oppervlakken,waardoor de verdere miniaturisering van gammadetectoren mogelijk wordt.
Exotische ontwerpen
Exotische ontwerpen, zoals Voronoi-tessellaties, kunnengemakkelijk te graveren in monolithische kristallenBovendien kan een willekeurige verdeling van pixelgroottes de introductie van gecomprimeerde sensortechnieken mogelijk maken, waarbij gebruik wordt gemaakt van de uitgebreide lichtdeling.
Machines voor ondergronds lasergraveren
De kern van Subsurface Laser-creatie ligt in de lasergraveermachine. Deze machines maken gebruik vaneen krachtige groene laser, speciaal ontworpen voorondergrondse lasergravure in kristal.
DeEén en enige oplossingdie u ooit nodig zult hebben voor Subsurface Laser Engraving.
Ondersteunt6 verschillende configuraties
VanKleine hobbyist to Grootschalige productie
Herhaalde locatienauwkeurigheid at <10μm
Chirurgische precisievoor 3D-lasersnijden
3D kristallasergraveermachine(SSLE)
Voor ondergrondse lasergravering,precisie is cruciaalvoor het maken van gedetailleerde en ingewikkelde gravures. De gefocusseerde laserstraalwerkt precies samenmet de interne structuur van het kristal,het creëren van het 3D-beeld.
Draagbaar, nauwkeurig en geavanceerd
Compacte laserbehuizingvoor SSLE
Schokbestendig&Veiliger voor beginners
Snelle kristalgravuretot 3600 punten/seconde
Grote compatibiliteitin ontwerp