Фототермічні та фотоіонізаційні ефекти

Главная » Каталог статей » Статьи на украинском » Лазер » Медичні лазери » Фототермічні та фотоіонізаційні ефекти

Для фототермічних ефектів густина потужності 1-106 Вт/см2. При часі опромінювання кілька секунд – до тисячної долі секунди.

Фотоіонізаційні ефекти відбуваються коли густина потужності перевищує 106 Вт/см2.

При високій потужності виникає новий клас процесів, які відрізняються термічних та фотохімічних впливів лазерного випромінювання і вони називаються нелінійними. На рис. покажемо області енергетичної щільності та довжини імпульсів для різних процесів лазерного випромінювання на тканину.

clip_image002

Нагріваючи тканину до температури >600С досягаються ефекти коагуляції – денатурації білків. Між температурами 600 – 1000С відбувається процес випаровування і через певний час тканина всихає і скручується. При >1500С відбувається процес карбонізації – обвуглення. При температурі > 3000С тканина повність випаровується.

Процеси коагуляції, випаровування, та фотоабляції вони властиві, коли виникають нелінійні процеси.

При дуже високій потужності 1011Вт/см2 можливий ще один процес: оптичний пробій. При цьому внаслідок високої електричної напруженості поля лазерного випромінювання матерія матеріалізується, що призводить до утворення плазми і механічним ударним хвилям – фоторуйнування.

Фотоабляції

clip_image004

На діаграмі показано процес видалення тканини.

При незначній щільності енергії лазерне випромінювання приводить до незначного нагрівання тканини – зона І.

Зона ІІ – зона абляції і характеризується випаровуванням тканини.

Зона ІІІ – зона насичення – утворюється плазма.

Механізм абляції – включає в себе як термічне видалення так і розрив молекулярних з’єднань. Залежність порогу абляції від довжини лазерного випромінювання може бути описана моделлю Бугера-Ламберта-Бера.

Ev(x)=dL(x)dx=αL0eαx .

Ev(x) – енергія, що накопичилась в одиниці об’єму.

L(x) – щільність енергії на глибині х.

L0 – щільність енергії на поверхні.

α – коефіцієнт поглинання.

Оставьте комментарий к статье