본 연구는 마이크로 스케일의 내부 구조를 갖는 3차원 인공지지체를 제작하기 위하여 개발된 제조 시스템의 성능 분석을 위해 x-y축 정밀 스테이지 시스템으로 조립되었을 때의 해상도 및 정확도를 측정 하였으며, z축 정밀 스테이지를 분리하여 다양한 물리적 오차를 제거하였다. 기존의 x-y-z축 정밀 스테이 지 시스템을 x-y축으로 분리하고 각 축의 이동거리를 4종류(±0.25μm, ±0.5μm, ±25μm, ±50μm)로 설정하여 각 위치마다의 변위를 레이저 측정기를 이용하여 기록하였다. 가장 작은 이동거리(±0.25μm)에서의 진동이 상대적으로 가장 크게 나타났으며, y축 스테이지 위에 x축 스테이지를 조립하였기 때문에 x축 스테이지 자중에 의한 모멘텀으로 인하여 y축 스테이지 구동변위 값이 크게 나타났다. 하지만 z축 스테이지는 기존 시스템과 달리 별로도 분리하여 구동 오차를 줄였으며, 일체화된 광학시스템을 적용하여 광학오차를 감 소시켰다. 따라서 새로운 시스템에서는 500μW, 140mm/min의 가공조건에서도 마이크로 스케일의 3차원 인 공지지체 형상의 구조물을 성공적으로 제작할 수 있었다.

실리콘광전증배관(Silicon Photomultiplier, SiPM)과 두 층의 섬광 픽셀 배열을 이용한 반응 깊이 측정 검출기를 설계하였으며, 위치 측정 능력을 DETECT2000을 사용하여 검증하였다. 섬광 픽셀의 면 처리와 반사체 조합을 통해 섬광 픽셀과 감마선이 반응한 위치를 추적하였다. 아래층은 광학적으로 연결된 부분을 제외하고 반사체로 처리하였으며, 위층은 가장 외곽부분을 제외하고 모두 광학적으로 연결되도록 처리하여 빛의 공유가 아래층에 비해 자유롭도록 구성하였다. 거울반사체와 난반사체, 섬광 픽셀의 거친 면과 매끈한 면의 조합을 통해 평면 영상을 획득하였으며, 층별 영상이 생성되는 위치를 측정하여 분석하였다. 앵거 알고 리듬을 사용하여 SiPM의 16채널 신호를 4개의 채널로 감소시켜 영상을 재구성하였다. 섬광 픽셀의 거친 면과 모든 반사체 조합에서 두 층으로 구분되는 것을 확인할 수 있었으며, 매끈한 면일 경우에는 모두 층 구분이 불가능한 것을 확인할 수 있었다. 따라서 거친 면의 섬광 픽셀과 반사체 조합을 사용한 검출기를 사용할 경우 전임상용 PET에서 반응 깊이 측정을 통해 검출 시야 외곽에서의 공간분해능을 향상시킬 수 있을 것이다.

파장변이섬유를 사용한 새로운 반응 위치 측정 양전자방출 단층촬영기기 검출기를 개발하였으며, 이에 대한 최적화 작업을 수행하였다. 섬광체 2개와 파장변이섬유 3개를 사용하고, 파장변이섬유 끝에 센서를 부착하여 최적화 모듈을 설계하였다. 섬광체와 파장변이섬유 및 센서를 연결시키는 연결물질과 섬광체와 파장변이섬유의 반사체 물질에 따른 센서에서의 빛 수집율 및 센서별 빛 수집 비를 통해 최적의 조합을 도출하였다. 연결물질은 에폭시를 사용하고 반사체 물질은 섬광체와 파장변이섬유에서 각각 난반사체 및 거울반사체를 사용한 조합에서, 가장 높은 빛 수집율과 센서별 빛 수집 비를 보였다.