北京理工大学 材料科学与工程学院，北京 100081
为了探究不同光斑尺寸连续激光辐照6061铝合金的温度响应及热致损伤问题，基于ANSYS有限元软件建立了激光辐照下的三维物理模型；使用不同的激光参数进行激光辐照实验，根据所采集的温度和前表面散射光强度数据，反演计算了靶材在激光辐照过程中吸收率的动态变化；最后，利用优化后的模型分析了不同光斑尺寸下，激光辐照靶材的温升特点。研究结果表明：在1000 W/cm2的激光辐照条件下，材料的吸收率随着温度的升高而升高；由于激光加载的局域化特征，横向热扩散影响纵向温升，光斑足够大时该影响变小，这与其热扩散长度有关；对于4 mm厚的6061铝合金材料，当光斑尺寸大于10 cm时，光斑影响可以忽略，靶材背表面发生熔融损伤时间阈值保持2.6 s不变。
激光辐照 数值模拟 温度场 光斑尺寸 Laser irradiation Numerical simulation Temperature field Spot size
1 北京理工大学 材料学院, 北京 100081
2 西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
石墨-二氧化硅作为无机添加材料, 广泛应用于各类航空航天器烧蚀涂层领域, 其在高温下具有较高的反应吸热焓, 在高能激光烧蚀领域具有良好的应用前景。目前, 关于石墨-二氧化硅的高能激光烧蚀研究较少, 尤其在高能激光烧蚀中的反应时间和烧蚀阈值难以确定。针对此问题, 利用近红外探测器对激光辐照样品表面的散射光进行实时探测, 并对其散射光曲线进行微分拟合处理。基于此散射光信号, 结合样品烧蚀后的形态结构分析, 研究了石墨-二氧化硅在不同激光功率密度下的反应时间阈值。研究结果表明: 在激光输出功率密度为500 W/cm2持续辐照10 s时, 散射光拟合曲线持续升高无突变, 表明未发生明显的烧蚀; 当激光功率密度升高至1 000～1 500 W/cm2时, 散射光微分拟合曲线出现明显转折点, 对应的反应时间阈值分别为15 s和08 s。
石墨-二氧化硅 激光烧蚀 散射光 烧蚀时间阈值 微分拟合 graphite-SiO2 laser ablation scattering light ablation time threshold differential fitting
1 复旦大学附属金山医院泌尿外科, 上海 200540
2 复旦大学附属华山医院泌尿外科, 上海 200040
3 复旦大学物理系, 上海 200433
将自主研发的新型光敏剂叶绿酸f与T24细胞共同孵育后,以650 nm激光照射，通过MTT法检测光动力处理后T24细胞的生长抑制率，流式细胞术检测凋亡情况，同时利用激光共聚焦显微镜488 nm和405 nm双波长激发，应用线粒体探针,进行叶绿酸f的亚细胞定位。结果显示叶绿酸f为浓度2.5，5和10 μg/mL对T24细胞生长抑制率在光能量密度4 J/cm2下为17.68%，49.35%和84.42%，在1 J/cm2时为4.34%，37.42%和78.38%；流式细胞术显示T24细胞光动力处理后，凋亡率为(45.23±1.2)%，显著高于对照组；激光共聚焦显微镜显示504 nm激发叶绿酸f发出的红光与488 nm激发线粒体探针产生的绿光分布基本一致。实验证明叶绿酸f对T24细胞杀伤效果明显，主要是通过作用于线粒体，诱导细胞凋亡来完成的。
医用光学 光敏剂 光动力学疗法 膀胱癌
