คริสตัลประกายแวววาว
(การแกะสลักด้วยเลเซอร์ใต้ผิว)
เครื่องตรวจจับแบบประกายแสงโดยใช้สารประกายคริสตัลอนินทรีย์แบบพิกเซลใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการตรวจจับอนุภาคและรังสีรวมถึงในเครื่องสแกนเอกซเรย์ปล่อยโพซิตรอน (PET).
การเพิ่มคุณสมบัติการนำแสงให้กับคริสตัลทำให้ความละเอียดเชิงพื้นที่ของเครื่องตรวจจับสามารถปรับปรุงได้ถึงระดับมิลลิเมตร ช่วยเพิ่มความละเอียดโดยรวมของภาพเอกซเรย์ได้
อย่างไรก็ตามวิธีการแบบดั้งเดิมของการสร้างพิกเซลทางกายภาพคริสตัลเป็นกระบวนการที่ซับซ้อน มีราคาแพง และต้องใช้แรงงานมากนอกจากนี้ เศษส่วนการบรรจุและความไวของเครื่องตรวจจับอาจถูกประนีประนอมได้เนื่องจากใช้วัสดุสะท้อนแสงที่ไม่ทำให้เกิดประกายไฟ
คุณสามารถดูเอกสารการวิจัยต้นฉบับได้ที่นี่ (จาก ResearchGate)
การแกะสลักด้วยเลเซอร์ใต้ผิวดินสำหรับคริสตัลประกายแวววาว
แนวทางทางเลือกคือการใช้เทคนิคการแกะสลักด้วยเลเซอร์ใต้ผิวดิน (SSLE)สำหรับผลึกประกายแสง
โดยการโฟกัสเลเซอร์ภายในคริสตัล ความร้อนที่เกิดขึ้นสามารถสร้างรูปแบบรอยแตกเล็กๆ ที่ควบคุมได้ที่ทำหน้าที่เป็นโครงสร้างสะท้อนแสง, สร้างได้อย่างมีประสิทธิภาพพิกเซลนำแสงโดยไม่จำเป็นต้องแยกทางกายภาพ
1. ไม่จำเป็นต้องมีการสร้างพิกเซลทางกายภาพของคริสตัลลดความซับซ้อนและต้นทุน.
2. ลักษณะทางแสงและรูปทรงเรขาคณิตของโครงสร้างสะท้อนแสงสามารถทำได้ควบคุมอย่างแม่นยำช่วยให้สามารถออกแบบรูปร่างและขนาดพิกเซลที่กำหนดเองได้
3. สถาปัตยกรรมการอ่านข้อมูลและเครื่องตรวจจับยังคงเหมือนเดิมกับอาร์เรย์พิกเซลมาตรฐาน
กระบวนการแกะสลักด้วยเลเซอร์ (SSLE) สำหรับ Scintillator Crystal
กระบวนการแกะสลัก SSLE เกี่ยวข้องกับขั้นตอนต่อไปนี้:
1. การออกแบบ:
การจำลองและการออกแบบสถาปัตยกรรมพิกเซลที่ต้องการ, รวมทั้งขนาดและลักษณะทางแสง.
2. แบบจำลอง CAD:
การสร้างของแบบจำลอง CAD โดยละเอียดของการกระจายตัวของไมโครแคร็กจากผลการจำลองและข้อมูลจำเพาะการแกะสลักด้วยเลเซอร์.
3. เริ่มการแกะสลัก:
การแกะสลักคริสตัล LYSO จริงโดยใช้ระบบเลเซอร์นำทางโดยโมเดล CAD.
ขั้นตอนการพัฒนา SSLE: (A) แบบจำลองจำลอง, (B) แบบจำลอง CAD, (C) LYSO ที่แกะสลัก, (D) แผนผังน้ำท่วมภาคสนาม
4. การประเมินผล:
การประเมินประสิทธิภาพของคริสตัลที่แกะสลักโดยใช้ภาพทุ่งน้ำท่วมและฟิตติ้งแบบเกาส์เซียนเพื่อประเมินคุณภาพพิกเซลและความละเอียดเชิงพื้นที่
การแกะสลักด้วยเลเซอร์ใต้ผิวดินอธิบายได้ใน 2 นาที
การเทคนิคการแกะสลักด้วยเลเซอร์ใต้ผิวดินสำหรับผลึกประกายแสงมีให้แนวทางการเปลี่ยนแปลงไปจนถึงการทำให้เป็นพิกเซลของวัสดุเหล่านี้
วิธีนี้ให้การควบคุมที่แม่นยำเหนือคุณลักษณะทางแสงและรูปทรงเรขาคณิตของโครงสร้างสะท้อนแสงช่วยให้สามารถพัฒนาสถาปัตยกรรมเครื่องตรวจจับที่เป็นนวัตกรรมได้กับความละเอียดเชิงพื้นที่และประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น, ทั้งหมดปราศจากความจำเป็นในการสร้างพิกเซลทางกายภาพที่ซับซ้อนและมีค่าใช้จ่ายสูง
ต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ:
การแกะสลักด้วยเลเซอร์ใต้ผิวดินด้วยคริสตัลประกายแวววาว?
ผลการวิจัยสำหรับ SSLE Scintillation Crystal
1. ผลผลิตแสงที่ดีขึ้น
ซ้าย: ภาพรวม DoI ของการสะท้อนแสงบนพื้นผิวที่แกะสลักแบบไม่สมมาตร
ขวา: การเคลื่อนตัวของพิกเซล DoI
การเปรียบเทียบพัลส์ระหว่างอาร์เรย์แกะสลักด้วยเลเซอร์ใต้ผิวดิน (SSLE)และอาร์เรย์แบบธรรมดาแสดงให้เห็นถึงผลผลิตแสงที่ดีกว่ามากสำหรับ SSLE.
นี่อาจเป็นเพราะว่าไม่มีตัวสะท้อนแสงพลาสติกระหว่างพิกเซล ซึ่งอาจทำให้เกิดความไม่ตรงกันของแสงและการสูญเสียโฟตอน
ผลผลิตแสงที่ได้รับการปรับปรุงหมายถึงแสงสว่างมากขึ้นสำหรับพัลส์พลังงานเดียวกัน, ทำให้ SSLE เป็นคุณลักษณะที่พึงประสงค์
2. ปรับปรุงพฤติกรรมการกำหนดเวลา
ภาพของคริสตัลประกายแสง
ความยาวของคริสตัลมีผลกระทบเชิงลบต่อเวลาซึ่งมีความสำคัญต่อการประยุกต์ใช้งานการตรวจด้วยโพซิตรอนเอ็มมิชชันโทโมกราฟี (PET)
อย่างไรก็ตามความไวที่สูงขึ้นของผลึก SSLEช่วยให้สามารถใช้งานได้ผลึกที่สั้นกว่าซึ่งสามารถปรับปรุงพฤติกรรมการกำหนดเวลาของระบบ
การจำลองยังแนะนำว่ารูปร่างพิกเซลที่แตกต่างกัน เช่น รูปหกเหลี่ยมหรือสิบสองเหลี่ยม อาจนำไปสู่ประสิทธิภาพการนำแสงและการจับเวลาที่ดีขึ้นคล้ายกับหลักการของเส้นใยแก้วนำแสง
3. ข้อดีด้านต้นทุน
ภาพของผลึกประกายแสง
เมื่อเทียบกับบล็อกโมโนลิธิก ราคาของคริสตัล SSLEสามารถต่ำได้ถึงหนึ่งในสามของต้นทุนของอาร์เรย์พิกเซลที่สอดคล้องกัน ขึ้นอยู่กับขนาดพิกเซล
นอกจากนี้ ยังมีความไวที่สูงขึ้นของผลึก SSLEช่วยให้การใช้คริสตัลที่สั้นกว่า, ช่วยลดต้นทุนโดยรวมลงอีก
เทคนิค SSLE ต้องใช้พลังงานเลเซอร์ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับการตัดด้วยเลเซอร์ ช่วยให้ระบบ SSLE ที่มีราคาถูกกว่าเมื่อเทียบกับโรงงานหลอมหรือตัดด้วยเลเซอร์
การการลงทุนเบื้องต้นด้านโครงสร้างพื้นฐานและการฝึกอบรมสำหรับ SSLE ก็ลดลงอย่างมีนัยสำคัญเช่นกันมากกว่าต้นทุนการพัฒนาเครื่องตรวจจับ PET.
4. ความยืดหยุ่นและการปรับแต่งการออกแบบ
กระบวนการแกะสลักคริสตัล SSLE คือไม่เสียเวลา, โดยประมาณ15 นาทีจำเป็นต้องแกะสลักอาร์เรย์คริสตัล 3 ชิ้นขนาด 12.8x12.8x12 มม.
การธรรมชาติที่ยืดหยุ่น, ความคุ้มทุน, และความสะดวกในการเตรียมผลึก SSLEพร้อมทั้งของพวกเขาเศษส่วนการบรรจุที่เหนือกว่า, ชดเชยให้กับความละเอียดเชิงพื้นที่ด้อยกว่าเล็กน้อยเมื่อเทียบกับอาร์เรย์พิกเซลมาตรฐาน
เรขาคณิตพิกเซลที่ไม่ธรรมดา
SSLE ช่วยให้สามารถสำรวจเรขาคณิตพิกเซลที่ไม่ธรรมดาทำให้สามารถแสดงพิกเซลที่เปล่งประกายได้ตรงตามข้อกำหนดเฉพาะของแต่ละแอปพลิเคชันอย่างแม่นยำเช่น คอลลิเมเตอร์หรือขนาดของพิกเซลโฟโตมัลติพลายเออร์ซิลิกอน
การแบ่งปันแสงแบบควบคุม
การแบ่งปันแสงที่ควบคุมสามารถทำได้โดยการจัดการคุณลักษณะทางแสงของพื้นผิวที่แกะสลักอย่างแม่นยำอำนวยความสะดวกในการย่อขนาดเครื่องตรวจจับแกมมาเพิ่มเติม
การออกแบบที่แปลกใหม่
การออกแบบที่แปลกใหม่เช่น การเทสเซลเลชันแบบโวโรนอย สามารถทำได้แกะสลักได้ง่ายภายในผลึกโมโนลิธิกนอกจากนี้ การกระจายขนาดพิกเซลแบบสุ่มสามารถช่วยให้สามารถนำเทคนิคการตรวจจับแบบบีบอัดมาใช้ได้ ซึ่งจะช่วยใช้ประโยชน์จากการแบ่งปันแสงที่กว้างขวาง
เครื่องจักรสำหรับการแกะสลักด้วยเลเซอร์ใต้ผิวดิน
หัวใจสำคัญของการสร้างสรรค์ Subsurface Laser อยู่ที่เครื่องแกะสลักเลเซอร์ ซึ่งเครื่องเหล่านี้ใช้เลเซอร์สีเขียวกำลังสูงได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการแกะสลักด้วยเลเซอร์ใต้ผิวคริสตัล
การโซลูชั่นเดียวเท่านั้นคุณจะต้องใช้การแกะสลักด้วยเลเซอร์ใต้ผิวดิน
รองรับการกำหนดค่า 6 แบบที่แตกต่างกัน
จากผู้ที่ชื่นชอบงานอดิเรกขนาดเล็ก to การผลิตขนาดใหญ่
ความแม่นยำของตำแหน่งที่ซ้ำกัน at <10ไมโครเมตร
ความแม่นยำในการผ่าตัดสำหรับการแกะสลักด้วยเลเซอร์ 3 มิติ
เครื่องแกะสลักเลเซอร์คริสตัล 3 มิติ(เอสเอสแอลอี)
สำหรับการแกะสลักด้วยเลเซอร์ใต้ผิวดินความแม่นยำเป็นสิ่งสำคัญเพื่อสร้างงานแกะสลักที่มีรายละเอียดและซับซ้อน ลำแสงเลเซอร์ที่โฟกัสโต้ตอบกันอย่างแม่นยำด้วยโครงสร้างภายในของคริสตัลการสร้างภาพสามมิติ
พกพาสะดวก แม่นยำ และทันสมัย
ตัวเครื่องเลเซอร์ขนาดกะทัดรัดสำหรับ SSLE
กันกระแทก-ปลอดภัยกว่าสำหรับผู้เริ่มต้น
การแกะสลักคริสตัลอย่างรวดเร็วสูงถึง 3600 จุดต่อวินาที
ความเข้ากันได้ดีเยี่ยมในการออกแบบ