Kryształ scyntylacyjny
(Grawerowanie laserowe pod powierzchnią)
Detektory oparte na scyntylacji, wykorzystując pikselowe scyntylatory z kryształów nieorganicznych, sąszeroko stosowany do wykrywania cząstek i promieniowania, w tym wskanery pozytonowej tomografii emisyjnej (PET).
Dodanie do kryształu elementów prowadzących światło pozwoliło na zwiększenie rozdzielczości przestrzennej detektoramożna poprawić do skali milimetrowej, zwiększając ogólną rozdzielczość tomografu.
Jednakże tradycyjna metodafizycznie pikselizującekryształy tozłożony, kosztowny i pracochłonny proces. Dodatkowo frakcja upakowania i czułość detektoramoże zostać naruszonyz powoduużyto materiałów odblaskowych nieiskrzących.
Oryginalny artykuł badawczy można przeczytać tutaj. (Źródło: ResearchGate)
Grawerowanie laserowe pod powierzchniąKryształ scyntylacyjny
Alternatywnym podejściem jest wykorzystanietechniki grawerowania laserowego podpowierzchniowego (SSLE)dla kryształów scyntylacyjnych.
Skupiając wiązkę lasera wewnątrz kryształu, wytworzono ciepłomoże tworzyć kontrolowany wzór mikropęknięćTodziałać jako struktury odblaskowe, skutecznie tworzącpiksele przewodzące światłobez konieczności fizycznej separacji.
1. Nie jest wymagana fizyczna pikselizacja kryształu,zmniejszanie złożoności i kosztów.
2. Charakterystyki optyczne i geometria struktur odblaskowych mogą byćprecyzyjnie kontrolowany, umożliwiając projektowanie niestandardowych kształtów i rozmiarów pikseli.
3. Odczyt i architektura detektorapozostają takie same jak w przypadku standardowych tablic pikselowych.
Proces grawerowania laserowego (SSLE) dla kryształu scyntylatora
Proces grawerowania SSLE obejmujenastępujące kroki:
1. Projekt:
Symulacja i projektowaniepożądana architektura pikseli, w tymwymiaryIwłaściwości optyczne.
2. Model CAD:
Stworzenieszczegółowy model CADrozkładu mikropęknięć,na podstawie wyników symulacjiIspecyfikacje grawerowania laserowego.
3. Rozpocznij grawerowanie:
Rzeczywiste grawerowanie kryształu LYSO przy użyciu systemu laserowego,kierowany modelem CAD.
Procedura rozwoju SSLE: (A) Model symulacyjny, (B) Model CAD, (C) Grawerowany LYSO, (D) Diagram zalania pola
4. Ocena wyników:
Ocena wydajności grawerowanego kryształu przy użyciuobraz pola powodziowegoIDopasowanie Gaussaaby ocenić jakość pikseli i rozdzielczość przestrzenną.
Grawerowanie laserowe pod powierzchnią WYJAŚNIONE w 2 minuty
Tentechnika grawerowania laserowego podpowierzchniowegodla kryształów scyntylacyjnych oferujepodejście transformacyjnedo pikselizacji tych materiałów.
Metoda ta zapewnia precyzyjną kontrolę nad właściwościami optycznymi i geometrią struktur odblaskowych.umożliwia rozwój innowacyjnych architektur detektorówzzwiększona rozdzielczość przestrzenna i wydajność, Wszystkobezkonieczność skomplikowanej i kosztownej fizycznej pikselizacji.
Chcesz dowiedzieć się więcej na temat:
Podpowierzchniowe grawerowanie laserowe kryształu scyntylacyjnego?
Wyniki dla kryształu scyntylacyjnego SSLE
1. Poprawiona wydajność świetlna
Po lewej: Omówienie asymetrii odbicia światła powierzchni grawerowanej, DoI.
Po prawej: DoI przemieszczenia pikseli.
Porównanie impulsów pomiędzytablice grawerowane laserowo podpowierzchniowo (SSLE)Ikonwencjonalne tablicedemonstrujeznacznie lepsza wydajność świetlna dla SSLE.
Prawdopodobnie jest to spowodowanebrak plastikowych reflektorówmiędzy pikselami, co może powodować niedopasowanie optyczne i utratę fotonów.
Poprawiona wydajność świetlna oznaczawięcej światła przy tych samych impulsach energii, czyniąc SSLE pożądaną cechą.
2. Ulepszone zachowanie czasowe
Obraz kryształu scyntylacyjnego
Długość kryształu maszkodliwy wpływ na czas, co jest kluczowe dla zastosowań pozytonowej tomografii emisyjnej (PET).
Jednakże,wyższa czułość kryształów SSLEpozwala na użyciekrótsze kryształy, który możepoprawić zachowanie czasowe systemu.
Symulacje sugerują również, że różne kształty pikseli, takie jak sześciokątny lub dwunastokątny, mogąprowadzi do lepszych właściwości przewodzenia światła i lepszego pomiaru czasu, podobnie jak zasady działania światłowodów.
3. Korzyści ekonomiczne
Zdjęcie kryształu scyntylacyjnego
W porównaniu do bloków monolitycznych cena kryształów SSLEmoże być tak niski jakjedna trzeciakosztówodpowiedniej pikselowej tablicy, w zależności od wymiarów pikseli.
Dodatkowo,wyższa czułość kryształów SSLEpozwala nawykorzystanie krótszych kryształów, co jeszcze bardziej obniża całkowity koszt.
Technika SSLE wymaga mniejszej mocy lasera w porównaniu do cięcia laserowego, co pozwala natańsze systemy SSLEw porównaniu do urządzeń do topienia lub cięcia laserowego.
Tenpoczątkowa inwestycja w infrastrukturę i szkoleniadla SSLE jest również znacznie niższyniż koszt opracowania detektora PET.
4. Elastyczność i personalizacja projektu
Proces grawerowania kryształów SSLE tonie zajmuje dużo czasu, z przybliżeniem15 minutpotrzebne do wygrawerowania tablicy 3-kryształowej o wymiarach 12,8x12,8x12 mm.
Tenelastyczna natura, opłacalność, Iłatwość przygotowania kryształów SSLE, wraz z ichfrakcja lepszego pakowania, zrekompensowaćnieco gorsza rozdzielczość przestrzennaw porównaniu do standardowych tablic pikselowych.
Niekonwencjonalne geometrie pikselowe
SSLE umożliwia eksploracjęniekonwencjonalne geometrie pikseli, umożliwiając mieniącym się pikselomprecyzyjnie dopasowane do specyficznych wymagań każdej aplikacjitakich jak kolimatory lub wymiary pikseli fotopowielaczy krzemowych.
Kontrolowane dzielenie się światłem
Kontrolowane dzielenie się światłem można uzyskać poprzez precyzyjną manipulację właściwościami optycznymi grawerowanych powierzchni,ułatwiając dalszą miniaturyzację detektorów gamma.
Egzotyczne wzory
Egzotyczne wzory, takie jak mozaiki Woronoja, mogą byćłatwo grawerowane w monolitycznych kryształachCo więcej, losowy rozkład rozmiarów pikseli może umożliwić wprowadzenie technik kompresji, wykorzystujących szerokie współdzielenie światła.
Maszyny do grawerowania laserowego podpowierzchniowego
Sercem laserowego tworzenia podpowierzchniowego jest maszyna do grawerowania laserowego. Maszyny te wykorzystujązielony laser o dużej mocy, specjalnie zaprojektowane dlapodpowierzchniowe grawerowanie laserowe w krysztale.
TenJedno i Jedyne Rozwiązanieczego kiedykolwiek będziesz potrzebować do podziemnego grawerowania laserowego.
Wspiera6 różnych konfiguracji
ZHobbysta na małą skalę to Produkcja na dużą skalę
Powtarzalna dokładność lokalizacji at <10μm
Precyzja chirurgicznado rzeźbienia laserowego 3D
Maszyna do grawerowania laserowego kryształów 3D(SSLE)
Do grawerowania laserowego pod powierzchnią,precyzja jest kluczowado tworzenia szczegółowych i misternych grawerunków. Skupiona wiązka laseraprecyzyjnie oddziałujez wewnętrzną strukturą kryształu,tworzenie obrazu 3D.
Przenośny, dokładny i zaawansowany
Kompaktowy korpus laseradla SSLE
Odporny na wstrząsy&Bezpieczniejsze dla początkujących
Szybkie grawerowanie kryształówdo 3600 punktów na sekundę
Doskonała kompatybilnośćw projektowaniu