Теоретические и экспериментальные основы лазерной абляции биоматериалов. Беликов А.В - 97 стр.

UptoLike

Рубрика: 

97
не изменяет волновой фронт (см. рис. 5.2.4а), и в предположении, что
рассеяние в сухом слое изменяет волновой фронт на сферический
(см. рис. 5.2.4б).
Визуальное сравнение расчётных форм кратеров с формами,
получаемыми в экспериментах, показывает, что кратер, рассчитываемый
в предположении, что волновой фронт при рассеянии в сухом слое
преобразуется в
сферический, наиболее близок по форме к
экспериментальному. Поэтому далее целесообразным будет считать, что
рассеяние в сухом слое происходит равномерно во все стороны и волновой
фронт приобретает сферическую форму.
Ещё одним важным вопросом является объяснение особенностей
получаемой формы кратера. Сравнивая формы кратеров, полученные с
учётом сухого слоя (рис. 5.2.4а, б), и
форму кратера, полученную при
подаче воды между импульсами (рис. 5.2.4в), в результате чего сухой слой,
образовавшийся после предыдущего импульса, исчезает, можно сделать
вывод, что именно наличие сухого слоя оказывает влияние на столь
необычную форму кратера.
Рассмотрим подробнее процесс формирования формы кратера на
примере двух импульсов. Расчёты производились для режима
формирования
одиночных кратеров в дентине под действием одиночных
пичков лазерного излучения для следующих параметров лазера:
E
р
=1.7 мДж, t
р
=1.4 мс, R
=35 мкм и
ν
=1 Гц. Будем рассматривать
воздействие излучением с гауссовым профилем распределения
интенсивности в пятне, считая для простоты, что после прохождения
сухого слоя распределение остаётся гауссовым. Расходимость излучения
в данном примере составляла 2.9°. Для начала рассмотрим формирование
кратера без учёта сухого слоя. Результаты расчёта после первого и второго
импульсов представлены на рис. 5.2.5. Белой
линией здесь показана
граница зоны, где выполняются оба условия абляции, а именно:
пор
WzrW >),(
и Т
+130°С. Т.е. область, лежащая выше белой линии,
является зоной удалённой ткани. В чёрный цвет окрашена область,
в которой происходит процесс абляции. Серым цветом показан сухой слой.
Область на рис. 5.2.5б, расположенная выше чёрной и не имеющая
сетки, является кратером, образовавшимся после первого импульса. Здесь
предполагаем, что сухой слой
не оказывает влияния на удаление ткани,
т.е. считаем, что все его характеристики идентичны интактной ткани. Это
возможно, например, в случае подачи воды между импульсами (здесь
сухой слой, образовавшийся после предыдущего импульса, пропитывается
водой и становится идентичным интактной ткани). Таким образом, при
воздействии вторым импульсом вся ткань, расположенная выше границы
зоны
, где выполняются оба условия абляции, может быть удалена.
В результате получаем кратер с границей, по форме напоминающей
параболу (см. рис. 5.2.6а).