鼻咽组织光热响应研究

利用生物传热理论模型Pennes方程对Ar^ 激光辐照下生物组织的温度分布进行模拟研究;实验测定了离体猪鼻咽组织存Ar^ 激光(λ=488．0nm和514．5nm)辐照下不同位置的温度分布．重点研究了辐照功率密度和波长对组织中温度分布的影响。理论和实验结果表明：组织中的温度分布与组织不同深部位置、激光波长以及激光辐照功率密度有关;实验获得波长488nm和514．5nm的Ar^ 激光分别辐照鼻咽组织时安全光剂量分别为1．85W／cm^2和1．72W/cm^2。     

多脉冲激光辐照皮肤组织的光热效应实验研究

通过实验测定了离体乳猪皮肤组织在多脉冲Nd:YAG激光辐照下径向和轴向不同位置的温度分布,重点研究了激光辐照能量密度、脉冲重复频率以及波长对皮肤组织温升分布的影响.研究结果表明:皮肤组织中的温度分布与探测位置、激光辐照能量密度、脉冲激光的重复频率以及波长密切相关;在激光辐照时间为40 s的情况下,同一波长同一频率时组织温度随能量密度的增加而增大,波长1064 nm、霞复频率10 Hz时的安全光剂量阈值为1118.19 mJ/cm2;同一波长同一能量密度时,组织温度随脉冲激光重复频率的增加面增大;同一能量密度同一频率时,波长为1 064 nm的多脉冲激光辐照皮肤组织时的光热效应较532 nm波长明显.     

块状生物组织体准直透射率的直接测量

为了直接测量块状生物组织体的准直透射率，理论分析并实验验证了Ar^＋激光488nm准直光辐照在块状离体猪肌肉组织的透射散射光的空间分布。实验结果表明：组织体厚度大于3～4平均自由程（MFP）时，透射散射光空间分布近似为各向同性，样品后表面的散射光通量为一恒量。满足此条件下，总透射率与准直透射率之差和样品与探测器间距的平方成反比，沿准直光出射的方向改变探测器的位置进行测量，可得到块状生物组织体的准直透射率。     

单脉冲激光损伤CCD探测器的有限元仿真

为了研究激光对CCD探测器的损伤效应,采用有限元分析的方法进行了激光损伤CCD的理论分析和实验验证。阐述了激光辐照CCD探测器的损伤机理,设计了激光辐照CCD探测器热效应的仿真模型,针对波长为532nm的高功率激光辐照硅基CCD探测器而产生的热效应,利用有限元法进行了仿真计算,得到了CCD探测器受到532nm激光辐照时硅电极的温度曲线以及硅电极损伤时间阈值,并相应计算出损伤CCD探测器所需要的激光能量阈值为220mJ/cm2左右。结果表明,损伤阈值随着激光功率密度的增大而减小,但变化幅度不大;当多脉冲毫秒激光辐照CCD探测器,在一个脉冲结束、下一个脉冲到来之前,探测器温度恢复到环境温度。该模型可以较为准确地对单脉冲激光辐照CCD探测器时产生的热损伤效应进行模拟。     

芳纶纤维复合材料在脉冲激光作用下的热损伤研究

应用有限元软件建立三维脉冲激光辐照芳纶纤维复合材料的物理模型,获得了芳纶纤维复合材料的温度场分布及其变化规律。结果显示,随着激光功率密度的增大,芳纶纤维复合材料的温度逐渐升高;不同激光功率密度作用下的芳纶纤维复合材料的温度在光斑中心处最大并随着各位置到中心距离的增大而减小。为验证数值分析模型并更好的研究芳纶纤维复合材料的热损伤规律,试验过程中选用不同功率密度的纳秒脉冲激光辐照芳纶纤维复合材料。研究结果表明,数值模拟温度与实验温度吻合较好,最大相对误差为12.49%;随着激光功率密度的增大,芳纶纤维复合材料的焦化碳化面积逐渐增大,熔融深度随之加深。     

基于有限元分析法的激光剥离技术中GaN材料瞬态温度场研究

用有限元分析法模拟计算Al2O3／GaN的激光剥离，分析了采用不同能量密度脉冲激光辐照时GaN材料内的瞬态温度场分布。采用波长248nm的KrF准分子激光器对Al2O3／GaN样品进行激光剥离实验。实验结果与有限元数值模拟结果一致。分析了影响GaN材料温度场分布的因素，在激光光源一定的条件下，温度随时间和深度变化较快。在实现激光剥离时，脉冲激光的能量密度应不低于阈值条件，但为了避免温度过高对器件产生损伤，脉冲激光的能量密度存在上限。多脉冲激光辐照时，脉冲频率是另一关键参量，计算得到了不同能量密度的脉冲激光辐照时频率的选取范围。     

脉冲激光辐照皮肤组织的热效应解析计算研究

具有一定强度的激光辐照皮肤组织时可造成组织的破坏.建立了激光与皮肤组织相互作用的二维非稳态温度场模型,在柱坐标系下采用积分变换法精确求解了单脉冲及多脉冲激光辐照皮肤组织的热传导方程,得到瞬态温度场分布,并以1064 nm波长激光辐照皮肤组织为例,数值模拟了皮肤组织在激光作用下的温度分布.研究结果表明:脉冲激光与组织的热效应在很大程度上取决于激光参数,主要有激光能量、焦斑半径、重复频率等.     

蓝绿光咽后壁组织的光学和荧光特性

对488nm和514．5nm鼻咽癌荧光成像定位系统的灵敏度和成像的对比度进行了实验比较,得到猪离体咽后壁组织光学穿透深度为0．65nm、488nm和0．85mm、514．5nm,二者均大于鼻咽组织黏膜的厚度;当激发光功率为17．0mW／cm^2、光敏剂血卟啉单甲醚(HMME)在生理盐水溶液浓度为5μg／mL时,488nm的荧光产额约为514．5nm的1．3倍;ITT9800C第3代像增强器光阴极面上488nm辐射背景光比514．5nm的响应度低。液体光学模型的系统实验结果表明：当HMME浓度为3μg／mL、光功率密度为22．7mW／cm^2时,488nm激发光源产生的癌模型图像清晰,而514．5nm辐射产生的荧光像可分辨,所以488nm激光更适合做系统的激发光源。     

1070nm连续激光辐照三结GaAs太阳电池的实验研究

为了研究真空环境下波长为1070nm连续激光辐照对三结砷化镓太阳电池输出的影响,采用实验研究的方法测量了不同功率密度激光作用下太阳电池背面温度和负载电压的实时变化。当激光功率密度为8.4W/cm2时,温度升高显著,负载电压下降趋近于零,激光作用结束,电压恢复至初始电压的53%;继续增大激光功率密度至11.7W/cm2,经2.3s后,负载电压降为零且不能恢复,电池已毁伤。结果表明,连续激光作用会引起电池温升,温度升高使负载电压下降; 作用激光功率密度较小时,电池温升幅度较小,负载电压下降幅度也较小,激光停止后,负载电压能逐渐恢复至初始状态; 作用激光功率密度较大时,温升幅度也较大,引起负载电压下降显著,即使激光停止作用,负载电压也不能恢复至初值,此时说明电池已有损伤。该实验结果可以在一定程度上为激光损伤电池机理的研究提供参考依据。     

掺偶氮苯聚合物的光致折射率改变特性

采用表面反射方法研究块状掺偶氮苯聚合物的光致折射率改变特性及其与光强的依赖关系；实验中，使用514nm的圆偏振Ar^ 激光作为抽运光，632．8nm的He-Ne激光(s偏振)作为探测光。通过改变探测光入射角，测量样品在固定光强(0．570W／cm^2)的前向抽运光激励下表面反射率的改变量．研究样品的折射率改变特性．发现样品的光致折射率改变约为0．0035；研究了这种效应对抽运光强度的依赖关系．发现光致折射率改变随抽运光强度增大而增大．当抽运光强为0．800W／cm^2时，折射率改变量可达10^-2量级。     

激光诱导碘荧光(LIIF)强度与激发激光波长的关系

理论上简要地分析了在可见光波段碘荧光强度与激发激光波长的关系 ,并用波长为 5 32nm半导体倍频Nd :YAG激光、波长为 5 14 .5nm、5 0 1.7nm、4 96 .5nm和 4 88nm的氩离子激光激发碘分子 ,通过对获得的荧光信号分析得出 ,五种波长的激光均可诱导出碘荧光。对相同的激光功率 ,波长为 5 32nm的倍频Nd :YAG诱导出的碘荧光信号比波长为 5 14 .5nm的氩离子激光强 ,两种激光均可作为碘气体的激发激光。其它三种波长激光诱导出碘荧光强度弱 ,在激发激光传输方向衰减明显 ,不适合作为碘荧光的激发激光。     

液晶调谐滤光片对Ar+激光器谱线的提取

从理论和实验上证明了液晶调谐滤光片可用于复色激光器中提取所需要的谱线 ,从而避免多级双折射滤光片的使用。对Ar+激光器中最强的两条谱线 488nm蓝光和 5 14 5nm绿光进行测试 ,用较低的调谐电压即可提取所需要的谱线 ,当两谱线经过以E70为材料的液晶调谐滤光片时 ,液晶盒上所加电压为 1 19V ,透过的基本是 488nm谱线 ;电压为 1 30V透过的是 5 14 5nm谱线。     

采用空间分辨漫反射测定胃组织光学特性

研究了人正常胃黏膜及黏膜下层组织对488 nm,514.5 nm,532 nm,630 nm和632.8 nm的激光的光学特性及其差异,实验采用空间分辨反射光和CCD探测器以及非线性拟合确定组织光学特性。结果表明,人正常胃黏膜及黏膜下层组织对五个波长的激光的吸收系数、约化散射系数、光学穿透深度、漫射系数、漫反射率和漫反射率的位移都是随着激光波长的变化而变化的。其吸收系数的最大值在532 nm,其值为0.482 mm-1,最小值在632.8 nm,其值为0.224 mm-1,最大差异在532 nm和632.8 nm之间,其值为115%,最小差异在488 nm和532 nm之间,其值为1.90%。其约化散射系数的最大值在488 nm,其值为5.93 mm-1,最小值在632.8 nm,其值为3.87 mm-1,最大差异在488 nm和632.8 nm之间,其值为53.2%,最小差异在514.5 nm和532 nm之间,其值为3.25%。其光学穿透深度的最大值在632.8 nm,其值为0.612 mm,最小值在488 nm,其值为0.341 mm。其漫射系数的最大值在632.8 nm,其值为0.084 mm,最小值在488 nm,其值为0.055 mm。其漫反射率的最大值在630 nm,其值为0.356,最小值在532 nm,其值为0.271。其Δx的最大值在632.8 nm,其值为0.153 mm,最小值在488 nm,其值为0.100 mm。可见,人正常胃黏膜/黏膜下层组织对五个波长的激光的光学特性参数存在明显的差异。     

六种不同波长激光照射及光敏剂HpD对活体小鼠肿瘤表面漫反射率的影响

本文研究了激光波长及光敏剂对小鼠肿瘤表面的漫反射率的影响。实验采用一套积分球系统及三种激光器（Ａｒ＋激光器，Ｈｅ－Ｎｅ激光器，Ｎｄ：ＹＡＧ激光器）的六种波长的激光（４７６．５ｎｍ，４８８．０ｎｍ，４９６．５ｎｍ，５１４．５ｎｍ，６３２．８ｎｍ，１０６０ｎｍ），测定了注射光敏剂和没有注射光敏剂两组小鼠Ｓ１８０肉瘤表面的漫反射率，结果表明，注射光敏剂和没有注射光敏剂的小鼠肿瘤表面对六种激光的漫反射率无明显差异（Ｐ＞０．０５）；提示在激光光动力学疗法中，计算实际进入肿瘤组织的光剂量时，可以不考虑ＨｐＤ的影响。漫反射率随激光变化的曲线显示，在蓝光和红光范围内，肿瘤表面的漫反射率在５１４．５ｎｍ处有最小值，但总的来说，漫反射率的值变化不大；但在红外区的１０６０ｎｍ处，漫反射率值较大，提示在激光温热疗法中计算光剂量时，应考虑漫反射的影响。     

自泵浦相位共轭产生机制和稳定性随入射光波长的变化

当泵浦光波长从５１４．５ｎｍ改变到４８８ｎｍ时，一种掺Ｃｕ的ＫＮＳＢＮ晶体中的自泵浦相位共轭产生机制，从两个相互作用区的猫型机制转变到受激后向散射加四波混频的一个相互作用区机制。４８８ｎｍ的相位共轭光从开始的慢起伏逐渐过渡到准稳状态，而５１４．５ｎｍ的相位共轭光则一直处于无规的不稳定状态。     

单脉冲激光辐照CCD探测器热效应仿真研究

为了研究实际情况下激光辐照CCD热效应情况,首先介绍了CCD探测器的结构和工作原理并分析了脉冲激光对CCD探测器的热损伤过程。然后利用有限元方法在三维空间上分别对三种波长的脉冲激光(532nm、808nm、1064nm)辐照CCD进行了固体传热仿真,通过仿真得到了在三种不同波长下CCD探测器的损伤能量密度阈值。接下来通过比较损伤能量密度阈值发现当波长为532nm时,CCD探测器的损伤能量密度阈值最小。最后对比已发表的实验结果找到了比较统一的损伤规律。     

直接和间接法测量人膀胱对激光的总衰减系数

利用积分球系统以及采用直接和间接法测量了人正常膀胱和膀胱癌组织对476.5nm,488nm,496.5nm,514.5nm,532nm和808nm激光及其线偏振激光的总衰减系数。结果表明,在这6个波长范围内,采用直接和间接法所得到的膀胱或膀胱癌组织对激光或其线偏振激光的总衰减系数均有显著性差异(P< 0.05),6个波长的激光辐照膀胱或膀胱癌组织的总衰减系数在直接与间接法之间的差值,均明显较其相应的线偏振激光辐照组织的总衰减系数在直接与间接法之间的差值大(P< 0.05)。     

K-M模型下兔血管对Ar~+激光的散射与吸收

测量了兔动脉和静脉对 Ar+激光的反射和透射传输特性。结果表明 ,兔动脉和静脉的漫反射率和透射率有明显差别 ,而且 ,动脉对激光的吸收系数明显较静脉的要小 ,而动脉对激光的散射系数却明显较静脉的要大 ,在动脉和静脉组织中总的光强 I(x)及前向散射通量 i(x)和后向散射通量 j(x)随厚度的变化情况也有明显的区别     

一种简单的测量生物组织折射率的方法

提出一种利用全反射原理 ,精确测量生物组织以及一般均匀介质折射率的方法。用波长分别为 0 4 88μm ,0 6 32 8μm ,1 0 795 μm和 1 3414 μm的激光 ,测量了水以及几种猪组织的折射率 ,并拟合出它们的色散方程。结果证明该方法具有可靠和简单易行等特点