纳秒激光在相变液体中的光致空化光声检测研究

"这篇论文是关于微管内相变液体光致空化的光声共焦检测的研究，由秦对、冯怡和万明习等人撰写，受到高等学校博士学科点专项科研基金和国家自然科学基金的资助。研究的主要目标是降低激光显微手术中的空化能量阈值，采用低成本的纳秒级激光，以提高该技术的实用性。通过共聚焦的脉冲激光、光学显微成像系统和被动空化检测系统，研究团队在低相变温度液体全氟戊烷（DDFP）中观察到空化现象，并利用高速相机和10MHz探头记录和分析了空化过程。实验结果显示，环境温度影响空化模式，且激光在DDFP中产生空化的能量阈值在20℃时为43.3μJ。此研究为实时声学监控激光诊断和治疗过程中的空化现象提供了新方法，具有重要的科学价值和应用前景。" 这篇论文的核心知识点包括： 1. **光致空化**：这是一种利用激光能量在液体中诱导产生气泡（空化微泡）的现象，对于激光显微手术至关重要。在本文中，研究者探讨了如何通过纳秒级激光降低空化能量阈值。 2. **高速显微成像**：高速相机被用来捕捉空化微泡的形成、增长和崩溃过程，这一技术为实时观察空化动态提供了可能。 3. **被动空化检测**：通过10MHz探头检测空化过程中产生的声信号，这是一种无损检测方法，可以识别空化事件并进行频谱分析。 4. **共焦检测**：结合共聚焦技术和脉冲激光，可以更精确地定位和分析液体内部的空化现象。 5. **相变液体**：全氟戊烷（DDFP）作为研究对象，因其特定的相变温度特性，使得在较低能量下即可引发空化。 6. **环境温度影响**：实验发现，环境温度的变化会影响空化模式，激光在不同温度下产生空化所需能量不同。 7. **声学特征分析**：声信号的频谱分析揭示了激光空化过程的声学特性，存在n×f的倍频关系，这对于理解空化过程的物理机制有重要价值。 8. **实验结果**：在20℃条件下，DDFP中激光空化的能量阈值为43.3μJ，这为后续研究提供了基础数据。 9. **声学监控**：通过上述方法，研究团队提出了一种实时声学监控空化现象的新途径，对于优化激光手术和诊断过程具有实际意义。 10. **关键词**：光致空化、高速显微成像、被动空化检测、共焦检测和相变液体，这些是论文研究的关键领域和技术手段，反映了研究内容的焦点。