doktorsko delo
Blaž Tašič Muc (Avtor), Matija Jezeršek (Mentor)

Povzetek

V doktorskem delu smo raziskali metodo laserskega generiranja lokaliziranih tlačnih motenj globoko pod obsevano površino in tvorbo kavitacije. Eksperimentalni sistem je sestavljen iz laserskega vira Nd:YAG s preklopom kvalitete, ki omogoča generiranje večjega števila nanosekundnih bliskov do energije 900 mJ, ki si sledijo v intervalu med 50 μs in 400 μs. Z uporabo sferično oblikovane optoakustične leče, ki je izdelana iz titana s površinskim slojem črnega TiOx, smo tvorili tlačne motnje, katerih velikost v gorišču znaša približno 120 x 300 μm2 (dolžine x premer), amplituda tlačne motnje pa znaša ~100 MPa. S schlieren fotografijo in hitro kamero smo pokazali, da je možno doseči lokalizirano kavitacijo v gorišču optoakustične leče. Velikost kavitacijskega oblaka in njegovo nihanje v času narašča monotono z energijo laserskega vzbujanja. V primeru uporabe štirih zaporednih laserskih bliskov, ko je zamik med laserskimi bliski enak trajanju parnih mehurčkov nad optoakustično lečo, se velikost kavitacije poveča za 10-krat, medtem ko se amplituda tlačnega vala poviša za več kot 75 %. Na to ojačenje odločilno vplivajo trije medsebojno konkurenčni pojavi: zastiranje laserskega bliska zaradi prisotnosti oblaka parnih mehurčkov, povečanje temperature površine OL in resonančni učinek, ki se pojavi, kadar je naslednji laserski blisk sprožen ob kolapsu oblaka parnih mehurčkov. Doseženi rezultati so dobra osnova za prihodnji razvoj novih minimalno invazivnih medicinskih posegov, kjer je potrebno vplivati na tkivo globoko pod površjem kože (več mm), ki ga s svetlobo ni možno neposredno osvetliti.

Ključne besede

disertacije;laserji;optoakustična leča;kavitacija;ablacija;optodinamika;

Podatki

Jezik: Slovenski jezik
Leto izida:
Tipologija: 2.08 - Doktorska disertacija
Organizacija: UL FS - Fakulteta za strojništvo
Založnik: [B. Tašič Muc]
UDK: 535.3:621.375.826:620.193.16(043.3)
COBISS: 195661827 Povezava se bo odprla v novem oknu
Št. ogledov: 46
Št. prenosov: 19
Ocena: 0 (0 glasov)
Metapodatki: JSON JSON-RDF JSON-LD TURTLE N-TRIPLES XML RDFA MICRODATA DC-XML DC-RDF RDF

Ostali podatki

Sekundarni jezik: Angleški jezik
Sekundarni naslov: Amplification of Optodynamically Generated Pressure Waves Deep Below The Irradiated Surface
Sekundarni povzetek: In the doctoral thesis, a method for amplification of high-intensity pressure waves generated deep below the irradiated surface with multi-pulsed Nd:YAG laser coupled with a black-TiOx optoacoustic lens in the water is presented and characterized. The experimental system consists of a quality-switched Nd:YAG laser source that enables the generation multiple nanosecond pulses up to an energy of 900 mJ with delays between 50 µs and 400 µs. Using a spherically shaped optoacoustic lens, which is made of titanium with a surface layer of black TiOx, we created high intensity focusing pressure waves. Size of generated pressure waves in the focus is about 120 x 300 μm2 (length x diameter), and the amplitude ~100 MPa. Using schlieren photography and a high-speed camera, we have shown that it is possible to achieve localized cavitation in the focus of an optoacoustic lens. The size of the cavitation cloud and its fluctuation in time increases monotonically with the laser excitation energy. In the case of using four consecutive laser pulses, when the delay between the laser flashes is equal to the duration of the vapor bubbles above the optoacoustic lens, the size of the cavitation increases by 10 times, while the amplitude of the pressure wave increases by more than 75%. This amplification is decisively influenced by three mutually competing phenomena: obscuration of the laser pulse due to the presence of a shroud cloud of vapor bubbles, an increase in the temperature of the OL surface, and the resonance effect that occurs when the next laser pulse is triggered upon the collapse of the cloud of vapor bubbles. The achieved results are a good basis for the future development of new minimally invasive medical interventions, where it is necessary to influence tissue deep below the surface of the skin (several mm), which cannot be directly illuminated with light.
Sekundarne ključne besede: dissertations;lasers;optoacoustic lens;cavitation;ablation;optodynamics;
Vrsta dela (COBISS): Doktorsko delo/naloga
Študijski program: 0
Komentar na gradivo: Univ. v Ljubljani, Fak. za strojništvo
Strani: XXVII, 114 str.
ID: 23681472