Теоретические и экспериментальные основы лазерной абляции биоматериалов. Беликов А.В - 103 стр.

UptoLike

Рубрика: 

103
Однако сухой слой не будет расти постоянно с увеличением числа
импульсов. Его толщина заметно увеличивается на следующем импульсе
после того, как кратер перестаёт расти за счёт суммирования толщины
сухого слоя, образовавшегося на предыдущем импульсе, который уже не
удаляется, и толщины сухого слоя, образовавшегося на данном импульсе
(рис. 5.2.9).
Затем же
происходит стабилизация размера сухого слоя за счёт
охлаждения между импульсами, которое препятствует увеличению
температуры в области обработки.
Минимально возможный размер сухого слояэто 11 мкм. Его
образование наблюдается при длительностях импульса порядка 50 мкс
(и меньше; см. рис. 5.2.10).
Таким образом, проведённый выше анализ показал, что при малых
длительностях импульса (менее 50 мкс) можно
минимизировать влияние
сухого слоя и проводить обработку дентина без использования внешнего
водяного орошения, результатом которой будет отверстие с высоким
аспектным соотношением, ограниченным расходимостью лазерного
излучения и минимально возможной толщиной сухого слоя.
Если же подавать в зону обработки воду постоянно в промежутках
между импульсами, то на рост глубины кратера будет влиять
только
расходимость излучения, поскольку сухого слоя уже не будет. Однако
аспектное соотношение может быть здесь уменьшено за счёт роста
диаметра формируемого отверстия.
Приведём далее результаты расчётов, выполненных на основе
вышеописанной модели. Расчёты производились для режима
формирования одиночных кратеров в эмали и дентине под действием
шестидесяти одиночных пичков лазерного излучения для следующих
параметров лазера: E
р
=1.7 мДж, t
р
=1.4 мкс, R
=35 мкм, частота следования
пичков 1 Гц. Будем рассматривать воздействие излучения, имеющего
гауссовый профиль распределения интенсивности в пятне, считая при
этом, что после прохождения сухого слоя распределение из гауссова
преобразуется в сферическое. Расходимость излучения в данном примере
также учитывалась и составляла 2.9°. Получено, что после 23 импульсов
глубина кратера будет равна приблизительно 380 мкм, а после 60 около
900 мкм (рис. 5.2.11).
Необходимо также отметить, что вследствие малой частоты
следования импульсов практически не происходит "накапливания" тепла
в зоне обработки (за время паузы между импульсами температура ткани
в зоне обработки опускается практически до первоначального значения).
Глубина формируемого кратера может зависеть от расходимости
лазерного излучения на входе в биоткань. Так, на рис. 5.2.12
представлен
вид подобной зависимости.