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通过双气泡激光诱导空化微射流实现软材料穿孔
摘要： 通过研究两个相互作用激光诱导空化气泡产生的射流，优化了该技术用于软材料微尺度靶向的方法。双气泡微射流具有高度可控性，在需要最大限度降低消融或热损伤风险的应用中（如软生物结构），其配置优势优于单气泡方案。本研究将双气泡射流作用于琼脂凝胶仿生皮肤模型以探索微尺度注射应用，并针对软石蜡材料量化双气泡相较于单气泡射流的靶向效能。双气泡过程中产生的急剧拉伸效应形成快速聚焦的射流，平均速度达Ujet = 87.6 ± 9.9 m/s。作用于琼脂时，每次后续射流的穿透深度增加约250微米，注入量提升5纳升——该效果无需采用现有无针激光注射系统中的定制微喷嘴即可实现。在软石蜡中，双气泡射流虽与单气泡射流穿透深度相当，但在3倍目标距离下损伤面积减少约45%。因此双气泡射流能实现更小作用范围与更大靶向距离，有望降低附带热损伤及强冲击波压力的影响。
关键词： 微射流、双泡喷射、软材料、激光诱导空化、无针注射
更新于2025-09-23 15:19:57
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激光激活冲洗根管过程中气泡振荡特性及改进方法
摘要： 背景与目的：激光活化根管冲洗技术因其疗效优于传统方法而日益广泛应用。该技术基于激光诱导的局部流体蒸发及随后的快速气泡膨胀与塌陷，从而在整个腔体体积内产生微流体流动。若向根管内输送经过最佳延迟的"SWEEPS"双脉冲激光，可进一步提升冲洗效果。本研究旨在证明通过根管内压力变化测量的冲洗效果与双脉冲延迟相关，在最佳延迟时产生最大压力。其次目标是寻找确定不同腔体尺寸和/或激光参数最佳延迟的方法。 研究设计/材料与方法：在透明根管模型中开展实验，使用铒:钇铝石榴石激光（波长λ=2.94μm，脉宽tp=25或50微秒，脉冲能量最高EL=40mJ）配合圆柱形与锥形光纤尖端几何结构（直径400和600微米）。通过高速摄影（60,000帧/秒）和根管内平均压力测量进行过程表征。 结果：当激光脉冲延迟与气泡振荡时间大致吻合时，压力放大超过1.5倍。研究发现归一化振荡时间与根管直径在广泛激光脉冲能量范围内存在相关性（R2=0.96），以及根管内平均压力与气泡振荡周期相关（R2=0.90）。气泡振荡时间与处理腔体直径的关系取决于无限流体储层中的气泡振荡时间。 结论：受限空间内的气泡振荡时间可根据已知无限空间振荡时间确定，这为激光参数优化提供了快速简便的解决方案。这些发现能确定冲击波产生的最佳条件，在相同激光能量输入下提升根管冲洗效果，从而提高治疗效能与安全性。
关键词： 受限环境、空化气泡、冲洗、铒：钇铝石榴石激光、根管、激光激活、激光诱导空化
更新于2025-09-23 15:19:57
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激光诱导空化：等离子体产生与击穿冲击波
摘要： 激光诱导空化是产生可控空化气泡的有效技术之一，既适用于基础研究，也适用于工程和医学不同领域的应用。然而，由于一系列并发因素，气泡形成和对称性的控制几乎难以实现。特别是，需要将激光束聚焦在气泡形成点附近，通?；岬贾驴拷庠吹淖缎吻蚰诼愕壤胱犹寤鞔┑奶跫Ｋ婧蟠嬖谝桓鲇邢薮笮〉那?，其中电场可能因多种干扰因素而波动，从而导致可能的等离子体碎裂和等离子体强度变化。这种不规则性可能引起后续气泡动力学中的不对称性，如果寻求可重复的条件，这通常是不希望的效果。 在本文中，通过高速成像和击穿时产生的冲击波系统的强度测量，分析了击穿等离子体的结构及随后的气泡动力学。研究发现，可以通过调节系统参数来优化可重复性和球形度。特别是，当在击穿阈值能量下产生点状等离子体时，几乎可以确定性地实现对称的反弹动力学。球形对称性也受到大聚焦角度与相对较大脉冲能量结合的青睐，然而，这一过程仍保留显著的随机性。在这些特殊条件之外，发现细长且通常呈碎片状的锥形等离子体形状与各向异性和多次击穿冲击波发射相关联。
关键词： 高速成像、激光诱导空化、气泡动力学、击穿冲击波、等离子体生成
更新于2025-09-12 10:27:22