Cristal de Cintilação
(Gravação a laser subsuperficial)
Detectores baseados em cintilação, usando cintiladores de cristais inorgânicos pixelados, sãoamplamente utilizado para detecção de partículas e radiação, incluindo emscanners de tomografia por emissão de pósitrons (PET).
Ao adicionar recursos de guia de luz ao cristal, a resolução espacial do detectorpode ser melhorado para a escala milimétrica, aumentando a resolução geral do tomógrafo.
No entanto, o método tradicional depixelando fisicamenteos cristais são umprocesso complexo, caro e trabalhoso. Além disso, a fração de empacotamento e a sensibilidade do detectorpode ser comprometidodevido amateriais refletivos não cintilantes utilizados.
Você pode ver o artigo de pesquisa original aqui. (Do ResearchGate)
Gravação a laser subsuperficial paraCristal de Cintilação
Uma abordagem alternativa é o uso detécnicas de gravação a laser subsuperficial (SSLE)para cristais cintiladores.
Ao focalizar um laser dentro do cristal, o calor geradopode criar um padrão controlado de microfissurasqueatuam como estruturas reflexivas, criando efetivamentepixels guiadores de luzsem a necessidade de separação física.
1. Não é necessária nenhuma pixelização física do cristal,reduzindo a complexidade e o custo.
2. As características ópticas e a geometria das estruturas reflexivas podem sercontrolado com precisão, permitindo o design de formatos e tamanhos de pixels personalizados.
3. Arquitetura de leitura e detectorpermanecem os mesmos que para matrizes pixeladas padrão.
Processo de Gravação a Laser (SSLE) para Cristal Cintilador
O processo de gravação SSLE envolveos seguintes passos:
1. O Design:
Simulação e projeto doarquitetura de pixel desejada, incluindodimensõesecaracterísticas ópticas.
2. O modelo CAD:
Criação de ummodelo CAD detalhadoda distribuição de microfissuras,com base nos resultados da simulaçãoeespecificações de gravação a laser.
3. Comece a gravar:
Gravação real do cristal LYSO usando o sistema laser,guiado pelo modelo CAD.
Procedimento de desenvolvimento SSLE: (A) Modelo de simulação, (B) Modelo CAD, (C) LYSO gravado, (D) Diagrama de inundação de campo
4. Avaliação de Resultados:
Avaliação do desempenho do cristal gravado usando umimagem de campo de inundaçãoeAjuste gaussianopara avaliar a qualidade dos pixels e a resolução espacial.
Gravação a laser subsuperficial EXPLICADA em 2 minutos
Otécnica de gravação a laser subsuperficialpara cristais cintiladores oferece umaabordagem transformadoraà pixelização desses materiais.
Ao fornecer controle preciso sobre as características ópticas e a geometria das estruturas reflexivas, este métodopermite o desenvolvimento de arquiteturas de detectores inovadorascomresolução espacial e desempenho aprimorados, todossema necessidade de pixelização física complexa e dispendiosa.
Quer saber mais sobre:
Cristal de cintilação para gravação a laser subsuperficial?
Resultados para o Cristal de Cintilação SSLE
1. Melhor rendimento de luz
Esquerda: Visão geral da assimetria de refletividade da superfície gravada.
Direita: Deslocamento de Pixel DoI.
A comparação de pulsos entrematrizes gravadas a laser no subsolo (SSLE)ematrizes convencionaisdemonstra ummuito melhor rendimento de luz para SSLE.
Isso provavelmente se deve aoausência de refletores de plásticoentre os pixels, o que pode causar incompatibilidade óptica e perda de fótons.
O rendimento de luz melhorado significamais luz para os mesmos pulsos de energia, tornando o SSLE uma característica desejável.
2. Comportamento de tempo aprimorado
Uma imagem de cristal de cintilação
O comprimento do cristal tem umefeito prejudicial no tempo, o que é crucial para aplicações de Tomografia por Emissão de Pósitrons (PET).
No entanto, omaior sensibilidade dos cristais SSLEpermite o uso decristais mais curtos, que podemelhorar o comportamento de tempo do sistema.
As simulações também sugeriram que diferentes formas de pixels, como hexagonais ou dodecagonais, podemlevar a um melhor desempenho de orientação e temporização da luz, semelhante aos princípios das fibras ópticas.
3. Vantagens de custo-benefício
Uma imagem de cristal cintilador
Comparado aos blocos monolíticos, o preço dos cristais SSLEpode ser tão baixo quantoum terçodo custoda matriz pixelada correspondente, dependendo das dimensões dos pixels.
Além disso, omaior sensibilidade dos cristais SSLEpermiteo uso de cristais mais curtos, reduzindo ainda mais o custo geral.
A técnica SSLE requer menor potência do laser em comparação ao corte a laser, permitindosistemas SSLE mais baratoscomparado às instalações de fusão ou corte a laser.
Oinvestimento inicial em infraestrutura e treinamentopara SSLE também é significativamente menordo que o custo de desenvolvimento de um detector PET.
4. Flexibilidade e personalização do design
O processo de gravação de cristais SSLE énão consome muito tempo, com uma estimativa15 minutosnecessário para gravar uma matriz de 3 cristais de 12,8x12,8x12 mm.
Onatureza flexível, custo-efetividade, efacilidade de preparação de cristais SSLE, junto com seusfração de embalagem superior, compensar oresolução espacial ligeiramente inferiorcomparado a matrizes pixeladas padrão.
Geometrias de Pixel Não Convencionais
SSLE permite a exploração degeometrias de pixels não convencionais, permitindo que os pixels cintilantes sejamprecisamente adaptados aos requisitos específicos de cada aplicação, como colimadores ou as dimensões de pixels fotomultiplicadores de silício.
Compartilhamento de luz controlado
O compartilhamento controlado da luz pode ser alcançado por meio da manipulação precisa das características ópticas das superfícies gravadas,facilitando ainda mais a miniaturização dos detectores gama.
Designs Exóticos
Designs exóticos, como as tesselações de Voronoi, podem serfacilmente gravado em cristais monolíticos. Além disso, uma distribuição aleatória de tamanhos de pixels pode permitir a introdução de técnicas de detecção comprimida, aproveitando o amplo compartilhamento de luz.
Máquinas para gravação a laser subsuperficial
O coração da criação do Laser Subsuperficial está na máquina de gravação a laser. Essas máquinas utilizamum laser verde de alta potência, projetado especificamente paragravação a laser subsuperficial em cristal.
OSolução Única e Únicaque você sempre precisará para gravação a laser subsuperficial.
Suportes6 configurações diferentes
DeAmador de Pequena Escala to Produção em larga escala
Precisão de localização repetida at <10μm
Precisão Cirúrgicapara escultura a laser 3D
Máquina de gravação a laser de cristal 3D(SSLE)
Para gravação a laser subsuperficial,a precisão é crucialpara criar gravuras detalhadas e complexas. O feixe focalizado do laserinterage precisamentecom a estrutura interna do cristal,criando a imagem 3D.
Portátil, preciso e avançado
Corpo compacto do laserpara SSLE
À prova de choque&Mais seguro para iniciantes
Gravação rápida de cristalaté 3600 pontos/segundo
Grande compatibilidadeem Design