作者单位
摘要
福建师范大学医学光电科学与技术教育部重点实验室,福建省光子技术重点实验室,光电与信息工程学院,福建 福州 350007
近年来,激光诱导液体微射流技术以其热损伤小、精度高、微创等优点,在无针注射、神经外科等医学领域得到了广泛应用。本团队设计了以10.6 μm CO2激光器为激光光源的微射流装置,并探究了CO2激光诱导液体微射流特性与激光强度、激光焦点位置与硒化锌镜片距离D的关系。采用不同弹性模量的琼脂糖凝胶模型作为人体模拟组织,评估了10.6 μm CO2激光诱导液体微射流在组织选择性切割方面的可行性。结果显示,射流流速与激光强度、D成正相关,且微射流对不同弹性模量的生物组织具有高度选择性,表明其在精准去除肿瘤且保留高弹性模量组织的应用方面具有一定的潜在价值。
医用光学 激光诱导液体微射流技术 激光诱导空化效应 高速成像技术 
中国激光
2023, 50(9): 0907205
作者单位
摘要
1 北京工业大学材料与制造学部激光工程研究院,北京 100124
2 北京工业大学跨尺度激光成型制造技术教育部重点实验室,北京 100124
液体辅助红外激光消融硬生物组织的准确性和兼容性均优于机械工具,而在骨科手术中往往会遇到骨组织自然曲面位置的钻切需求。系统研究了波长约为2 μm的中红外激光诱导空泡在自然骨曲面边界附近的演化行为规律,总结了不同无量纲距离(γ)空泡的非球形演变规律和空泡脉动周期的时间长度的变化趋势,并对空泡收缩过程进行了数值模拟分析。发现了空泡演化行为受骨曲面边界影响的机制,自然骨曲面边界的不对称性使空泡收缩时两侧泡壁处的压力梯度和移动速度不同,导致空泡在收缩时质心与两侧泡壁向自然骨曲面边界较高的一侧发生偏移,并引起空泡微射流向相同方向偏移。给出了用于补偿微射流作用点定位误差的光纤预置偏移量,得到了自然骨曲面附近0.2≤γ≤0.6的空泡产生的微射流速度。
激光技术 空泡演化 微射流 骨组织消融 
中国激光
2023, 50(9): 0907203
作者单位
摘要
福建师范大学医学光电科学与技术教育部重点实验室,福建省光子技术重点实验室,光电与信息工程学院,福建 福州 350007
激光诱导液体微射流技术是利用激光在狭小腔室内诱导空化泡产生的高速微射流切割靶组织的医疗手段,具有热损伤小、精度高、微创、对膜或血管等弹性组织具有高度选择性等优点。介绍了激光诱导的微射流产生机理和典型微射流系统结构,综述了其在医学领域的应用与研究进展,总结了制约激光诱导微射流技术临床应用的关键问题,并对激光诱导微射流技术的医学应用前景进行了展望。
激光光学 激光诱导空泡效应 微射流 水刀 外科手术 手术器械 
激光与光电子学进展
2021, 58(11): 1100004
作者单位
摘要
1 广东工业大学机电工程学院,广州 510006
2 南京航空航天大学机电学院,南京 210016
3 江苏省精密与微细制造技术重点实验室,南京 210016
液体辅助激光加工是一种复合制造技术,凭借其特有的特点及优势,在相关领域受到广泛的关注和应用,同时也成为激光与液体介质相互作用研究领域的一大热点。本文综述了液体辅助激光加工过程中冲击波和高速微射流的压力研究现状,简述了液体辅助激光加工过程中压力现象产生的机理、压力的基本特征以及影响压力的因素,重点介绍了液体辅助激光加工过程中产生的冲击波、微射流等冲击压力的检测方法和最新研究进展,并对各检测方法的特点做出总结。最后介绍了液体辅助激光加工在相关领域的应用,并对该技术的发展前景作出展望。
液体辅助激光加工 压力检测 冲击波 微射流 liquid-assisted laser machining pressure detection shock wave micro-jet 
光电工程
2017, 44(4): 381
李星 1,2,3蒋利桥 1,2,3杨浩林 1,2,3张京 1,2,3赵黛青 1,2,3
作者单位
摘要
1 中国科学院 广州能源研究所, 广东 广州 510640
2 中国科学院 可再生能源重点实验室, 广东 广州 510640
3 广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室, 广东 广州 510640
微射流火焰形貌观测及火焰中重要基元的准确测量, 对利用微尺度火焰燃烧特性研制开发微型燃烧动力系统具有重要意义。本文建立了微喷管射流火焰实验及光学测量系统, 对H2和CH4微射流火焰进行了实验研究, 测量了两种重要基元(CH,OH)的空间分布。首先, 探索了相机曝光时间对H2微射流火焰成像的影响, 得到了不同流速下H2微射流火焰形貌的变化规律。其次, 采用平面激光诱导荧光测量技术得到了不同燃料流速下H2及CH4微射流火焰中OH基元分布,同时还利用单反相机加CH滤镜通过长时间曝光(30 s)的方法获得了CH4微射流火焰中CH基元的分布。结果表明, 火焰图像清晰度随曝光时间增加提高, 曝光时间30 s时可获得H2微射流火焰的清晰照片; 采用分辨率2 048×2 048的ICCD相机可获得微尺度火焰OH基元分布的清晰图像。微射流火焰形貌及重要基元的实验结果表明相关数值计算方法准确可靠。
光学测量 激光光谱 平面激光诱导荧光 微射流火焰 optical measurement laser spectrum planar laser induced fluorescence micro-jet flame OH OH CH CH 
光学 精密工程
2017, 25(5): 1119
作者单位
摘要
华侨大学机电及自动化学院, 福建 厦门 361021
微射流水导激光加工是利用Nd∶YAG激光在微射流击穿阈值中全反射传输作用于加工工件上, 加工激光经过不同轴方向速度的微射流水导传输后以不同模式叠加, 其加工峰值和能量分布得到改变。实验中, 激光在微射流中分布峰值下降, 光强分布均匀, 加工效果相当于提高并展宽脉冲宽度,达到加工阈值。从理论上分析激光在微射流分布影响下能量分布变化, 并模拟水导激光加工及波导传输机理, 分析对于激光加工效率的影响。研究结果对进一步系统地提高改善微射流水导激光加工质量, 尤其在以该加工方式参与的激光精密、超精密加工中, 提高其应用范围有着重要参考价值。
微射流水导激光 高斯分布 多模叠加 平顶分布 laser micro-jet flatten uniform distribution multi-model laser superiposing phase stacking 
应用激光
2015, 35(2): 230
作者单位
摘要
1 南昌大学食品科学与技术国家重点实验室, 生物质转化教育部工程研究中心, 江西 南昌330047
2 江西师范大学生命科学学院, 江西 南昌330022
以玉米直链淀粉为研究对象, 采用扫描电子显微镜(SEM)、 原子力显微镜(AFM)、 X射线衍射及红外光谱研究了动态高压微射流(DHPM)不同压力处理(80~200 MPa)对直链淀粉结构的影响。 结果表明, 扫描电镜显示玉米直链淀粉经DHPM处理后, 其表面形貌发生改变, 颗粒结构被破坏, 有团聚现象; 原子力图像显示处理后的淀粉分子相互交联缔合, 排列成紧密的网状结构; X射线衍射和红外光谱分析得出处理后的直链淀粉晶型未改变, 结晶度随压力增大而减小, 这为DHPM对淀粉改性提供了理论基础。
动态高压微射流 玉米直链淀粉 X射线衍射 Dynamic high-pressure micro-fluidization Maize amylose AFM AFM XRD SEM SEM 
光谱学与光谱分析
2013, 33(5): 1379
作者单位
摘要
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室,长春 130033
为实现 193 nm投影物镜光学元件的超光滑加工,介绍了一种非接触式微射流超光滑表面加工方法,对该方法的材料去除特性和超光滑加工效果进行研究。首先,采用计算流体动力学理论对其材料去除机理进行了仿真研究,通过对微射流流场的压力、速度和表面剪切力的分析得到其去除函数形状与表面剪切力的分布相反,呈现 W型。随后,采用正交法对各工艺参数对抛光效果的影响进行了综合分析,结果表明材料去除效率随入射速度和磨料浓度的增大而增大,随工作距离增大而减小,并且工作距离具有显著影响,为实验研究中工艺参数的选取提供了指导意义。最后,在自研的微射流抛光机床上对一平面熔石英进行了抛光实验,加工样件表面粗糙度均方根值由初始的 1.02 nm降为 0.56 nm。实验结果表明,微射流抛光技术可以用于光学元件的超光滑加工。
光学制造 微射流抛光 流体动力学 超光滑 optical fabrication micro fluid jet polishing fluid dynamics ultra-smooth 
光电工程
2012, 39(5): 139
作者单位
摘要
海军工程大学 电子工程学院光电研究所, 武汉 430033
采用脉冲激光聚焦于透明液体中产生单个激光空泡, 利用高速相机拍摄空泡在透明液体中整个运动过程, 并对刚性壁面造成的空蚀现象进行了观测。实验研究发现,空泡溃灭将产生高速冲击波和高速射流, 这是造成刚性壁面损伤的两种主要原因。空泡与刚性壁面的无量纲距离在0.4~1.4之间时, 刚性壁面首先受到高速冲击波的破坏, 由于空泡的趋壁效应, 空泡在第二次收缩过程中将在壁面附近对实验靶材产生高速微射流的空蚀破坏。且这两种作用机制在无量纲距离为1.0时, 高速微射流对壁面的空蚀效果更加明显。
激光空泡 刚性壁面 冲击波 微射流 laser-generated bubble rigid boundary shock wave liquid jet 
强激光与粒子束
2011, 23(2): 298
作者单位
摘要
南昌大学食品科学与技术国家重点实验室, 江西 南昌 330047
采用圆二色谱(CD)、 X射线衍射(XRD)、 ANS荧光探针和紫外(UV)光谱研究了动态超高压微射流对卵清蛋白微观结构的影响。 结果表明: 卵清蛋白的微观结构的变化与处理压力有关, CD显示不同压力处理的卵清蛋白二级结构中的α-螺旋, β-折叠, β-转角和无规卷曲之间发生相互转化, 二级结构的有序性提高; X射线衍射图谱直观显示不同压力处理的卵清蛋白晶体结构增加, 160 MPa处理下结晶区最大, 说明蛋白结构的有序性提高, 与CD分析结果相似; ANS荧光探针光谱显示卵清蛋白的表面疏水性随着处理压力的增大而提高, 120 MPa处理下达到最大; 紫外光谱显示随着处理压力的增大, 卵清蛋白最大紫外吸光值下降, 卵清蛋白分子表面的具有紫外吸收的芳香氨基酸残基被包埋于分子内部, 卵清蛋白的三维结构发生改变。
动态超高压微射流 卵清蛋白 圆二色谱 X射线衍射 ANS荧光探针 紫外光谱 Dynamic high pressure microfluidization Ovalbumin Circular dichroism XRD spectra ANS fluorescence probe Ultraviolet spectra 
光谱学与光谱分析
2010, 30(2): 495

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