Tinh thể lấp lánh
(Khắc laser dưới bề mặt)
Máy dò dựa trên sự nhấp nháy, sử dụng chất phát quang tinh thể vô cơ dạng điểm ảnh, làđược sử dụng rộng rãi để phát hiện hạt và bức xạ, bao gồm cả trongmáy quét cắt lớp phát xạ positron (PET).
Bằng cách thêm các tính năng dẫn sáng vào tinh thể, độ phân giải không gian của máy dòcó thể được cải thiện đến từng milimét, nâng cao độ phân giải tổng thể của ảnh chụp cắt lớp.
Tuy nhiên, phương pháp truyền thống củapixel hóa vật lýcác tinh thể là mộtquá trình phức tạp, tốn kém và mất nhiều công sức. Ngoài ra, tỷ lệ đóng gói và độ nhạy của máy dòcó thể bị xâm phạmdosử dụng vật liệu phản quang không nhấp nháy.
Bạn có thể xem Bài nghiên cứu gốc tại đây. (Từ ResearchGate)
Khắc laser dưới bề mặt choTinh thể lấp lánh
Một cách tiếp cận thay thế là sử dụngkỹ thuật khắc laser dưới bề mặt (SSLE)cho tinh thể phát quang.
Bằng cách tập trung tia laser vào bên trong tinh thể, nhiệt được tạo racó thể tạo ra một mô hình vết nứt nhỏ được kiểm soátcái đóhoạt động như các cấu trúc phản chiếu, tạo ra hiệu quảđiểm ảnh dẫn sángkhông cần phải tách biệt về mặt vật lý.
1. Không cần phải tạo điểm ảnh vật lý trên tinh thể,giảm độ phức tạp và chi phí.
2. Các đặc điểm quang học và hình học của các cấu trúc phản xạ có thể đượcđược kiểm soát chính xác, cho phép thiết kế hình dạng và kích thước pixel tùy chỉnh.
3. Kiến trúc đọc và phát hiệnvẫn giống như đối với mảng pixel tiêu chuẩn.
Quy trình khắc laser (SSLE) cho tinh thể nhấp nháy
Quá trình khắc SSLE bao gồmcác bước sau đây:
1. Thiết kế:
Mô phỏng và thiết kế củakiến trúc pixel mong muốn, bao gồmkích thướcVàđặc điểm quang học.
2. Mô hình CAD:
Tạo ra mộtmô hình CAD chi tiếtcủa sự phân bố vết nứt nhỏ,dựa trên kết quả mô phỏngVàthông số kỹ thuật khắc laser.
3. Bắt đầu khắc:
Khắc thực tế tinh thể LYSO bằng hệ thống laser,được hướng dẫn bởi mô hình CAD.
Quy trình phát triển SSLE: (A)Mô hình mô phỏng, (B)Mô hình CAD, (C)LYSO khắc, (D)Sơ đồ ngập lụt thực địa
4. Đánh giá kết quả:
Đánh giá hiệu suất của tinh thể khắc bằng cách sử dụnghình ảnh cánh đồng ngập lụtVàPhù hợp Gaussianđể đánh giá chất lượng điểm ảnh và độ phân giải không gian.
Khắc laser dưới bề mặt được GIẢI THÍCH trong 2 phút
Cáckỹ thuật khắc laser dưới bề mặtcho tinh thể phát quang cung cấp mộtcách tiếp cận mang tính chuyển đổiđến sự phân mảnh của các vật liệu này.
Bằng cách cung cấp khả năng kiểm soát chính xác các đặc điểm quang học và hình học của các cấu trúc phản xạ, phương pháp nàycho phép phát triển các kiến trúc máy dò sáng tạovớiđộ phân giải không gian và hiệu suất được cải thiện, tất cảkhông cónhu cầu về pixel vật lý phức tạp và tốn kém.
Muốn biết thêm về:
Tinh thể nhấp nháy khắc laser dưới bề mặt?
Phát hiện về tinh thể nhấp nháy SSLE
1. Cải thiện năng suất ánh sáng
Bên trái: Tổng quan về độ phản xạ bề mặt khắc không đối xứng DoI.
Phải: Độ dịch chuyển điểm ảnh DoI.
Sự so sánh các xung giữamảng khắc laser dưới bề mặt (SSLE)Vàmảng thông thườngchứng minh mộtsản lượng ánh sáng tốt hơn nhiều cho SSLE.
Điều này có thể là dokhông có tấm phản quang bằng nhựagiữa các điểm ảnh, có thể gây ra sự không khớp quang học và mất photon.
Năng suất ánh sáng được cải thiện có nghĩa lànhiều ánh sáng hơn cho cùng một xung năng lượng, khiến SSLE trở thành một đặc điểm mong muốn.
2. Hành vi thời gian nâng cao
Hình ảnh tinh thể lấp lánh
Chiều dài tinh thể có mộttác động bất lợi đến thời gian, điều này rất quan trọng đối với các ứng dụng Chụp cắt lớp phát xạ positron (PET).
Tuy nhiên,độ nhạy cao hơn của tinh thể SSLEcho phép sử dụngtinh thể ngắn hơn, có thểcải thiện hành vi thời gian của hệ thống.
Các mô phỏng cũng cho thấy rằng các hình dạng pixel khác nhau, chẳng hạn như hình lục giác hoặc hình mười hai cạnh, có thểdẫn đến hiệu suất dẫn sáng và thời gian tốt hơn, tương tự như nguyên lý của sợi quang.
3. Ưu điểm tiết kiệm chi phí
Hình ảnh của tinh thể Scintillator
So với các khối nguyên khối, giá của tinh thể SSLEcó thể thấp tớimột phần bacủa chi phícủa mảng pixel tương ứng, tùy thuộc vào kích thước pixel.
Ngoài ra,độ nhạy cao hơn của tinh thể SSLEcho phépviệc sử dụng các tinh thể ngắn hơn, tiếp tục giảm tổng chi phí.
Kỹ thuật SSLE yêu cầu công suất laser thấp hơn so với cắt laser, cho phéphệ thống SSLE ít tốn kém hơnso với các cơ sở cắt hoặc nấu chảy bằng laser.
Cácđầu tư ban đầu vào cơ sở hạ tầng và đào tạođối với SSLE cũng thấp hơn đáng kểhơn chi phí phát triển máy dò PET.
4. Thiết kế linh hoạt và tùy chỉnh
Quá trình khắc tinh thể SSLE làkhông tốn thời gian, với một xấp xỉ15 phútcần khắc một mảng 3 tinh thể có kích thước 12,8x12,8x12 mm.
Cácbản chất linh hoạt, hiệu quả về chi phí, Vàdễ dàng chuẩn bị tinh thể SSLE, cùng với họphần đóng gói vượt trội, bù đắp chođộ phân giải không gian hơi kémso với mảng pixel tiêu chuẩn.
Hình học điểm ảnh không thông thường
SSLE cho phép khám pháhình học pixel không thông thường, cho phép các điểm ảnh lấp lánh đượcphù hợp chính xác với các yêu cầu cụ thể của từng ứng dụng, chẳng hạn như bộ chuẩn trực hoặc kích thước của điểm ảnh bộ nhân quang silicon.
Chia sẻ ánh sáng có kiểm soát
Việc chia sẻ ánh sáng được kiểm soát có thể đạt được thông qua việc thao tác chính xác các đặc tính quang học của bề mặt được khắc,tạo điều kiện cho việc thu nhỏ hơn nữa các máy dò gamma.
Thiết kế kỳ lạ
Thiết kế kỳ lạ, chẳng hạn như khảm Voronoi, có thể làdễ dàng khắc trong các tinh thể nguyên khốiHơn nữa, sự phân bố ngẫu nhiên các kích thước điểm ảnh có thể cho phép áp dụng các kỹ thuật cảm biến nén, tận dụng khả năng chia sẻ ánh sáng rộng rãi.
Máy khắc laser dưới bề mặt
Cốt lõi của công nghệ Laser dưới bề mặt nằm ở máy khắc laser. Những máy này sử dụngmột tia laser xanh công suất cao, được thiết kế đặc biệt chokhắc laser dưới bề mặt tinh thể.
CácGiải pháp duy nhấtbạn sẽ cần cho Khắc laser dưới bề mặt.
Hỗ trợ6 Cấu hình khác nhau
TừNgười chơi sở thích quy mô nhỏ to Sản xuất quy mô lớn
Độ chính xác vị trí lặp lại at <10μm
Độ chính xác phẫu thuậtcho Khắc Laser 3D
Máy khắc laser pha lê 3D(SSLE)
Đối với khắc laser dưới bề mặt,độ chính xác là rất quan trọngđể tạo ra các bản khắc chi tiết và phức tạp. Chùm tia laser tập trungtương tác chính xácvới cấu trúc bên trong của tinh thể,tạo hình ảnh 3D.
Di động, Chính xác & Tiên tiến
Thân máy laser nhỏ gọncho SSLE
Chống sốc&An toàn hơn cho người mới bắt đầu
Khắc pha lê nhanhlên đến 3600 điểm/giây
Khả năng tương thích tuyệt vờitrong Thiết kế