福建师范大学 激光与光电子技术研究所 医学光电科学与技术教育部重点实验室,福建 福州 350007
对描述激光辐照生物组织光热响应的经典生物热传递模型和生物热波模型进行比较,分析两种模型的适用条件及影响因素。结果表明,当激光辐照时间接近或小于生物组织热释放时间时,基于生物热波模型的结果与经典生物热传导模型的结果差异明显,采用后者对热损伤进行评估引起的误差较大。对于生物热波模型,考察点所在深度越浅,非傅里叶导热特征越明显。比较两种生物热传导模型,第一层血液灌注率和吸收系数对辐射原点的瞬态温度分布均有影响,但不改变其热特征。
医用光学 Pennes生物热传递 非傅里叶热传导 热损伤评估 生物组织
1 哈尔滨工业大学能源科学与工程学院,哈尔滨 150001
2 哈尔滨工业大学航天学院,哈尔滨 150001
极端条件下的传热问题是工程热物理研究中的重要课题。基于非傅里叶热传导定律,采用波函数展开法,研究了含圆柱缺陷非透明体中热波散射问题。基于热传导波动模型给出了物体中热波多重散射问题的一般解。温度波由调制光束在材料表面激发,缺陷表面的边界条件为绝热。具体分析了几何参量、各物理参量对温度分布的影响,特别分析了热波波长对温度变化的作用,并给出了温度变化的数值结果。研究结果可望为红外辐射技术、热波成像等问题的分析提供理论基础和参考数据。在检测金属材料缺陷空间分布的激光热波探测系统中应用。
散射 非傅里叶导热 热波 波散射 缺陷 红外成像
中国科学院工程热物理研究所,北京2706信箱,100080
本文采用响应时间为1μs的超小型薄膜铂热电阻温度计及日本YOKOGAWA DL2700高速数字示波器,对微秒量级脉冲激光照射下冷冻生物组织内的热传导进行了实验研究.结果发现,在激光脉宽较短时,在冷冻组织内观察到了非傅里叶导热现象.脉宽越小,组织厚度越薄,非傅里叶导热特征越明显.而功率密度和光斑直径只影响温度上升的高低,对是否会出现非傅里叶导热没有影响.
高功率短脉冲激光 冷冻生物组织 非傅里叶导热 High - power short - pulse laser Frozen biological tissue Non - Fourier heat conduction
