激光与生物组织、细胞作用效应与微观机制

从物理学的角度论述了激光与生物组织、细胞作用的基本内容以及激光与生物组织、细胞热作用、光化作用、光学力作用和光生物刺激作用效应的微观机制,分析说明影响激光组织、细胞生物效应的主要因素,并介绍激光生物效应在医学中的几个具体应用.     

激光辐照下皮肤组织中温度场的理论分析和数值模拟

基于Pennes传热方程，采用更能反映活体组织真实情况的血液灌注率和代谢热产率，从理论上分析了激光作用在生物皮肤组织时所引起的组织温度场变化，给出了皮肤组织温度变化的分析解，数值模拟了激光福照下组织的温度场分析。并讨论了激光辐照时间、组织深度以及生物组织热物性对组织温升的影响。     

激光——生物组织作用效应及机理分析

对激光与生物组织的相互作用及作用效应的机理进行了分类讨论和分析，认为激光与生物的相互作用效应与激光的参数、生物组织特性、机体状态以及激光照射时间等密切相关，且其相互作用机理的变化多种多样，要利用激光治疗和诊断疾病，最首要的任务就是认识并理解激光与生物组织的相互作用机理。     

生物软组织在脉冲激光作用下二维温升的数值模拟

为研究激光作用于生物组织的热效应,基于激光与生物组织的相互作用机理,在考虑生物组织特性的基础上,建立了高斯脉冲激光作用于皮肤的有限元模型,分析了脉冲激光辐照皮肤组织时所产生的热效应,为精确预测激光诱发的组织热响应的研究提供了一种手段。     

脉冲激光辐照生物组织的体内温度分布及其对消融的影响

基于光致热消融理论模型,对脉冲激光作用于生物组织的温度分布进行数值求解,得到不同脉冲持续时间和辐射波长辐照下生物组织体内温度的时间与空间分布规律.探讨激光脉冲持续时间和波长因素对组织消融效果和残余热损伤的影响.模拟结果表明:脉冲激光诱导生物组织体内的温度分布对组织消融的效果和残余热损伤程度等消融特性参数有着重要的影响.     

脂肪组织中异物弹性影响激光超声的数值模拟

生物组织的弹性信息对疾病的诊断具有重要的参考价值.发生了生理性或病理性改变的组织,或组织中生长了异物,常伴随局部弹性参数的较大改变.生物组织的弹性参数对于激光超声信号的产生和传输也有重要影响.本文通过建立热弹机制下脉冲激光照射在含异物脂肪组织中产生和传播超声波的物理模型,采用数值模拟方法,研究了单脉冲激光与含异物脂肪组...     

激光在发育生物学中的应用

论述激光在发育生物学中的应用，指出低功率激光对生物体的非热刺激作用、酶激活作用、免疫作用是促进生物发育的基础，选择合适的激光波长和作用剂量是取得最佳发育的必要条件，同时指出，激光保健、抗衰老对于健康长寿的实现性。     

脉冲CO2激光巩膜切除术中激光参数优选

研究了脉冲CO2激光参数对组织切除和热损伤的影响，研究了几种热作用模型，提出了不同模型的适用范围，最终给出了激光切除术中激光参数优选的原则和方法，并且用实验验证了按照参数成选原则所选参数的优越性。     

激光治癌理论与方法

阐明激光与生物组织的相互作用机制，介绍激光治癌的方法和原理，并对激光治癌的适应症作了简要说明．     

激光照射下生物组织内部温度分布的解析式

基于Pennes生物传热方程,建立血液灌注率随时间变化条件下,激光与生物活体组织热相互作用的理论模型,通过数学物理方程求解该模型得出一维瞬态温度时空分布的解析函数表达式,从而为激光在医学中的应用提供理论依据.     

皮秒Nd:YAG激光对生物金属纯Ti和Ti–13Nb–13Zr合金的表面改性

The effects of picosecond Nd:YAG laser irradiation on chemical and morphological surface characteristics of the commercially pure titanium and Ti–13Nb–13Zr alloy in air and argon atmospheres were studied under different laser output energy values. During the interaction of laser irradiation with the investigated materials, a part of the energy was absorbed on the target surface, influencing surface modifications. Laser beam interaction with the target surface resulted in various morphological alterations, resulting in crater formation and the presence of microcracks and hydrodynamic structures. Moreover, different chemical changes were induced on the target materials’ surfaces, resulting in the titanium oxide formation in the irradiation-affected area and consequently increasing the irradiation energy absorption. Given the high energy absorption at the site of interaction, the dimensions of the surface damaged area increased. Consequently, surface roughness increased. The appearance of surface oxides also led to the increased material hardness in the surface-modified area. Observed chemical and morphological changes were pronounced after laser irradiation of the Ti–13Nb–13Zr alloy surface.     

Surface modifications of biometallic commercially pure Ti and Ti–13Nb–13Zr alloy by picosecond Nd:YAG laser

The effects of picosecond Nd:YAG laser irradiation on chemical and morphological surface characteristics of the commercially pure titanium and Ti–13 Nb–13 Zr alloy in air and argon atmospheres were studied under different laser output energy values. During the interaction of laser irradiation with the investigated materials, a part of the energy was absorbed on the target surface, influencing surface modifications.Laser beam interaction with the target surface resulted in various morphological alterations, resulting in crater formation and the presence of microcracks and hydrodynamic structures. Moreover, different chemical changes were induced on the target materials' surfaces, resulting in the titanium oxide formation in the irradiation-affected area and consequently increasing the irradiation energy absorption. Given the high energy absorption at the site of interaction, the dimensions of the surface damaged area increased. Consequently, surface roughness increased.The appearance of surface oxides also led to the increased material hardness in the surface-modified area. Observed chemical and morphological changes were pronounced after laser irradiation of the Ti–13 Nb–13 Zr alloy surface.     

超短脉冲激光对岩石烧蚀量的研究

超短脉冲激光与岩石之间的相互作用是激光钻井破岩过程中的本质过程,该过程除了与岩石成分和岩石所处的外部环境有关外,还与激光入射条件有关。文中以红砂岩和大理岩作为研究对象,对激光入射频率和发次对烧蚀量的影响进行了初步研究。结果发现,烧蚀量与激光入射频率和发次有很大关系。此外,浸水后的烧蚀量明显大于干燥状态下的烧蚀量。     

准分子激光屈光矫正理论研究

详细剖析了国际上最先进的美国ＬａｓｅｒＳｉｇｈｔ飞点扫描式准分子屈光矫正治疗仪的工作过程,分析了准分子激光与生物组织的相互作用机制,从理论上推导出精确的屈光矫正公式。     

激光与金属作用的应用研究与进展

激光与金属作用的应用领域非常广泛,很多学者做了大量工作。由于对激光与金属作用的机理处于探索阶段,一些应用仅处于初级阶级。综述了多年来激光与金属作用的应用与研究进展状况,为研究激光与金属作用的科研人员提供有益的参考。     

激光切割工艺参数对切割樟子松切缝效率的影响

激光加工在木材加工中的应用越来越广泛,具有传统机械加工不可比拟的优势。影响激光切割木材效率的因素主要有切割机参数和工件的性质,由于木材的性质很复杂,并且激光切割时的镜头高、功率、切割速度等参数具有交互作用,造成三因素同时作用的显著性不明显,使激光切割木材的效率不易控制。为获得更理想的切割效率,对激光切割木材的工艺参数进行了试验研究。为了减少各种因素交互作用的影响,细化加工参数,分析镜头高和功率二因素对切割缝深的影响程度,以樟子松为例,采用二因素完全随机重复试验方法,在切割速度一定的条件下(v=100 mm/s),确定镜头高和功率对缝深的影响。通过方差分析以及多重比较分析,确定合理的参数为功率41.6 W、镜头高6 mm,或者功率65 W、镜头高6.5 mm。在此条件下可得最大切割缝深为4.5～6 mm。     

超短超强激光与等离子体相互作用中质子发射一些研究进展

超短超强激光与等离子体相互作用中得到的高能质子在质子成像、粒子加速、诊断超短超强激光与等离子体相互作用的物理过程、“快点火”和治疗癌症等方面有一定的应用。使得对超短超强激光与等离子体相互作用得到的高能质子的研究成为目前的研究热点。文章综述了产生质子的两种主要加速机制以及在不同实验条件下超短超强激光与等离子体相互作用过程中得到质子的能量、角分布、产额以及相关的原理。     

7050铝合金激光冲击强化的试验和数值模拟

依据激光冲击强化7050铝合金的试验,建立激光冲击强化的有限元模型,实现激光冲击强化的数值模拟,残余应力场的数值模拟结果与试验结果取得较好的一致.在不考虑各冲击参数之间交互作用的前提下,模拟研究冲击参数对残余应力场的影响.模拟结果表明:在激光功率密度小于一定阀值条件下,表面残余压应力最大值随激光功率密度增加而增加,超过阀值之后,表面残余压应力最大值减小;表面残余应力最大值和残余压应力层深度随着脉宽的增加而增加;通过增加光斑半径对残余压应力场的改善主要体现在对深度方向残余应力场的改善;多次连续冲击强化对残余应力场的改善效果比较明显.     

水导激光加工光源选型与材料蚀除研究

水导激光加工系统中光源的输出参数对其加工能力有极为重要的影响.为进一步拓宽水导激光加工的应用领域,针对光源选型问题,建立了激光与水相互作用的物理模型.利用龙格库塔方法对不同脉宽和波长的激光辐照下水中焦点区域自由电子密度的演变过程进行数值模拟计算,探究了多光子电离、雪崩电离、电子扩散以及电子重组等物理进程对自由电子密度的影响,明确了不同激光参数下水的理论击穿阈值,并进行相应的实验验证.在此基础上选取合适的激光光源进行水导激光刻划304不锈钢的实验.结果表明,合适的激光光源可以在提升激光与水射流耦合效率、降低耦合损耗的同时,抑制加工过程中形成的热缺陷,实现高质量的水导激光加工.