論文の概要: Kaleidoscopic Scintillation Event Imaging

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.03216v1
• Date: Tue, 02 Dec 2025 20:39:24 GMT
• ステータス: 情報取得中
• システム内更新日: 2025-12-04 12:10:19.295484
• Title: Kaleidoscopic Scintillation Event Imaging
• Title（参考訳）: Kaleidoscopic Scintillation Event Imaging
• Authors: Alex Bocchieri, John Mamish, David Appleyard, Andreas Velten,
• Abstract要約: 本稿では,カレイドスコープシンチレータにおける事象の画像化理論と,その事象の3次元位置を推定するアルゴリズムを提案する。 その結果、カレイドスコープシンチレータの設計は、高分解能事象測定を行うのに十分な光収集を提供することがわかった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.066886427625858
• License:
• Abstract: Scintillators are transparent materials that interact with high-energy particles and emit visible light as a result. They are used in state of the art methods of measuring high-energy particles and radiation sources. Most existing methods use fast single-pixel detectors to detect and time scintillation events. Cameras provide spatial resolution but can only capture an average over many events, making it difficult to image the events associated with an individual particle. Emerging single-photon avalanche diode cameras combine speed and spatial resolution to enable capturing images of individual events. This allows us to use machine vision techniques to analyze events, enabling new types of detectors. The main challenge is the very low brightness of the events. Techniques have to work with a very limited number of photons. We propose a kaleidoscopic scintillator to increase light collection in a single-photon camera while preserving the event's spatial information. The kaleidoscopic geometry creates mirror reflections of the event in known locations for a given event location that are captured by the camera. We introduce theory for imaging an event in a kaleidoscopic scintillator and an algorithm to estimate the event's 3D position. We find that the kaleidoscopic scintillator design provides sufficient light collection to perform high-resolution event measurements for advanced radiation imaging techniques using a commercial CMOS single-photon camera. Code and data are available at https://github.com/bocchs/kaleidoscopic_scintillator.
• Abstract（参考訳）: シンチレータは、高エネルギー粒子と相互作用し、結果として可視光を発する透明な材料である。 これらは、高エネルギー粒子や放射源を測定する最先端の手法で使用されている。 既存のほとんどの方法では、高速な単画素検出器を使用してシンチレーションイベントを検出し、時間を計測する。 カメラは空間分解能を提供するが、多くの出来事を平均的にとらえることしかできず、個々の粒子に関連する事象を撮像することは困難である。 単一光子アバランシェダイオードカメラは、速度と空間分解能を組み合わせて、個々の事象の画像をキャプチャできる。 これにより、マシンビジョン技術を使ってイベントを解析し、新しいタイプの検出器を可能にする。 主な課題は、イベントの非常に低い明るさである。 技術は、非常に限られた数の光子を扱う必要がある。 イベントの空間情報を保存しながら、単一光子カメラの集光量を増加させるためのカレイドスコープシンチレータを提案する。 カレイドスコープ幾何学は、カメラが捉えた特定のイベント位置の既知の場所におけるイベントのミラー反射を生成する。 本稿では,カレイドスコープシンチレータにおける事象の画像化理論と,その事象の3次元位置を推定するアルゴリズムを提案する。 その結果,カレイドスコープシンチレータの設計は,商用CMOS単光子カメラを用いた高度な放射線イメージング技術のための高分解能事象測定を行うのに十分な光収集を提供することがわかった。 コードとデータはhttps://github.com/bocchs/kaleidoscopic_scintillatorで公開されている。

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