Cristal de cintilação
(Gravação a laser subsuperficial)
Detectores baseados em cintilação, usando cintiladores de cristal inorgânico pixelizados, sãoamplamente utilizado para detecção de partículas e radiação, inclusive emscanners de tomografia por emissão de pósitrons (PET).
Ao adicionar elementos de guia de luz ao cristal, a resolução espacial do detector é aprimorada.pode ser aprimorada para a escala milimétrica, aumentando a resolução geral do tomógrafo.
No entanto, o método tradicional depixelização físicaos cristais são umprocesso complexo, caro e trabalhosoAlém disso, a fração de empacotamento e a sensibilidade do detector.pode ser comprometidodevido aoMateriais refletores não cintilantes foram utilizados.
Você pode visualizar o artigo de pesquisa original aqui. (Do ResearchGate)
Gravação a laser subsuperficial paraCristal de cintilação
Uma abordagem alternativa é a utilização 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 refletoras, criando efetivamentepixels de guia de luzsem a necessidade de separação física.
1. Não é necessária nenhuma pixelização física do cristal.reduzir a complexidade e os custos.
2. As características ópticas e a geometria das estruturas refletoras podem sercontrolado com precisão, permitindo a criação de formatos e tamanhos de pixels personalizados.
3. Arquitetura de leitura e detecçãopermanecem iguais aos das matrizes pixelizadas 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 pixels 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. Iniciar a gravação:
Gravação propriamente dita do cristal LYSO utilizando o sistema a laser.guiado pelo modelo CAD.
Procedimento de Desenvolvimento do SSLE: (A) Modelo de Simulação, (B) Modelo CAD, (C) LYSO Gravado, (D) Diagrama de Inundação em Campo
4. Avaliação dos Resultados:
Avaliação do desempenho do cristal gravado usando umimagem de campo inundadoeajuste 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 umabordagem transformadoraà pixelização desses materiais.
Ao proporcionar um controle preciso sobre as características ópticas e a geometria das estruturas refletoras, este métodoPermite o desenvolvimento de arquiteturas de detectores inovadoras.comresolução espacial e desempenho aprimorados, todossema necessidade de pixelização física complexa e dispendiosa.
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Cristal de cintilação para gravação a laser subsuperficial?
Resultados para o cristal de cintilação SSLE
1. Melhoria na emissão de luz
À esquerda: Visão geral da assimetria da refletividade da superfície gravada (DoI).
Direita: Deslocamento de pixel DoI.
A comparação de pulsos entrematrizes gravadas a laser subsuperficiais (SSLE)ematrizes convencionaisdemonstra umSSLE apresenta um rendimento luminoso muito superior..
Isso provavelmente se deve aausência de refletores de plásticoentre os pixels, o que pode causar incompatibilidade óptica e perda de fótons.
A melhoria na produção de luz significaMais luz com os mesmos pulsos de energia., tornando o SSLE uma característica desejável.
2. Comportamento de temporização aprimorado
Uma imagem de um 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 temporal do sistema.
Simulações também sugeriram que diferentes formatos de pixel, como hexagonal ou dodecagonal, podemlevam a um melhor desempenho de guia de luz e temporização., semelhante aos princípios das fibras ópticas.
3. Vantagens em termos de custo-benefício
Imagem de um cristal cintilador
Em comparação com blocos monolíticos, o preço dos cristais SSLEpode ser tão baixo quantoum terçodo custoda matriz pixelizada correspondente, dependendo das dimensões do pixel.
Além disso, omaior sensibilidade dos cristais SSLEpermite parao uso de cristais mais curtos, reduzindo ainda mais o custo total.
A técnica SSLE requer menor potência de laser em comparação com o corte a laser, permitindoSistemas SSLE mais baratosem comparação com 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 de design e personalização
O processo de gravação dos cristais SSLE énão demorado, com um aproximado15 minutosNecessário gravar uma matriz de 3 cristais de 12,8x12,8x12 mm.
Onatureza flexível, custo-benefício, efacilidade de preparação de cristais SSLE, juntamente com seusfração de empacotamento superior, compensar oresolução espacial ligeiramente inferiorem comparação com matrizes pixelizadas padrão.
Geometrias de Pixel Não Convencionais
O SSLE permite a exploração degeometrias de pixel não convencionais, permitindo que os pixels cintilantes sejamprecisamente adaptados aos requisitos específicos de cada aplicação., como colimadores ou as dimensões dos pixels dos fotomultiplicadores de silício.
Partilha de luz controlada
O compartilhamento controlado de luz pode ser alcançado através da manipulação precisa das características ópticas das superfícies gravadas.facilitando a miniaturização adicional dos detectores gama.
Desenhos exóticos
Desenhos exóticos, como as tesselações de Voronoi, podem serfacilmente gravado em cristais monolíticosAlém disso, uma distribuição aleatória dos tamanhos dos pixels pode permitir a introdução de técnicas de sensoriamento comprimido, aproveitando o amplo compartilhamento de luz.
Máquinas para gravação a laser subsuperficial
O coração da criação da Subsurface Laser reside na máquina de gravação a laser. Essas máquinas utilizamum laser verde de alta potência, especificamente projetado paraGravação a laser subsuperficial em cristal.
OÚnica e exclusiva soluçãoVocê jamais precisará de algo para gravação a laser subsuperficial.
Suportes6 configurações diferentes
DeHobbista de pequena escala to Produção em larga escala
Precisão de localização repetida at <10μm
Precisão cirúrgicapara gravação a laser 3D
Máquina de gravação a laser em cristal 3D(SSLE)
Para gravação a laser subsuperficial,A precisão é crucial.para criar gravações detalhadas e complexas. O feixe focalizado do laserinterage precisamentecom a estrutura interna do cristal,Criando a imagem 3D.
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Corpo de laser compactopara SSLE
À prova de choque&Mais seguro para iniciantes
Gravação rápida em cristalaté 3600 pontos/segundo
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