钬激光脉宽影响水下声波信号实验:特性与分析

1 下载量 19 浏览量 更新于2024-08-27 收藏 2.37MB PDF 举报
"脉宽可调钬激光诱导水下声波信号特性实验研究" 该研究主要关注的是钬激光在生物医学领域的应用,特别是其在水下的汽化效应以及由此产生的声波信号特性。钬激光是一种红外脉冲激光,具有在生物组织中进行精确切割和治疗的能力。在本实验中,研究人员使用了800微米芯径的低氢氧根光纤来传输钬激光脉冲,这种激光脉冲能够在光纤端面对水进行爆炸式的汽化,从而形成汽化泡。 汽化泡的形成是由于激光能量瞬间传递到水中,导致水分子迅速转变为蒸汽。当这些汽化泡闭合时,会产生振荡波信号,即声波。关键在于,这些声波的特性,如个数、强度、谐振周期和声学频率,会因激光参数的不同而变化。这表明激光的脉宽、电压和频率等参数对汽化泡的行为和产生的声波有着显著影响。 为了深入研究脉宽对声信号的影响,研究团队建立了一个声信号测量系统,通过示波器来分析和计算振荡波的声学信号特征参数。实验结果表明,在电源电压为1000V、频率为5Hz的情况下,随着电源脉宽从0.7ms增加到1.6ms,声压值呈现出先上升后下降的趋势,峰值可以达到1.01MPa。同时,第一个声学信号的频率总体上呈现下降趋势,最大值为400Hz。 这些发现揭示了高能量、短脉宽的钬激光脉冲能够诱导出高强度、多个数、短周期和高频率的振荡波信号。这对于理解激光在生物医学应用中的机制,特别是在水环境中的作用,具有重要意义。例如,这种激光技术可能用于精确的手术操作,如眼科手术或肿瘤切除,其中控制声波信号的特性可以帮助减少对周围组织的损伤。 此外,这项研究也对激光器的设计和优化提供了指导,通过调整激光参数,可以定制声波信号的特性以满足特定的临床需求。同时,它还为开发新的诊断和治疗工具提供了理论基础,例如利用产生的声波信号作为监测激光治疗效果的非侵入性指标。 "脉宽可调钬激光诱导水下声波信号特性实验研究"不仅深入探讨了钬激光在水中的物理效应,而且对生物医学光学领域,特别是激光与水相互作用的理解做出了重要贡献。这些研究成果对于未来开发更高效、更安全的激光医疗技术具有重要价值。