Raziskovalci Laboratorija za fotoniko in laserske sisteme (FOLAS) so raziskali nastajanje kavitacijskih mehurčkov s premerom nekaj mikrometrov in prvič vizualizirali oster prehod v odlaganju energije v vodi s pikosekundnim laserjem. Rezultati študije so objavljeni v reviji Ultrasonics Sonochemistry (IF: 9,336).

Slika 1: a) Mešani proces nastanka mehurčka in njegova rast pri energiji laserskega pulza  in  ,, b) največji volumen mehurčka V izrisan v odvisnosti od energije laserskega pulza za tri numerične aperture. Na grafu sta označeni dve skupini. Dogodki z nizko pretvorbo energije (LEC), pri katerem je zaznan samo mehurček, in dogodki z visoko pretvorbo energije (HEC), pri katerem je mehurček zaznan skupaj z udarnim valom in plazmo.

Laserski pulz zadostne energije v vodi ali mediju na vodni osnovi povzroči nastanek plazme, ki jo na splošno spremlja hiter dvig temperature, čemur sledi izsevanje udarnih valov in kavitacija. S tem se del laserske energije pretvori v mehansko energijo, ki lahko negativno vpliva na območje izven laserskega fokusa.

Dvojni prag v pretvorbi je bil potrjen z merjenjem velikosti plazme, velikosti kavitacijskih mehurčkov in amplitude povzročenih udarnih valov. Identificirana sta bila dva tipa dogodkov z nizko (LEC) in visoko (HEC) pretvorbo energije vzbujevalnega laserja v potencialno energijo kavitacijskega mehurčka. V primeru dogodkov LEC je rezultat zmanjšana mehanska obremenitev medija na vodni osnovi.

Objavljeno delo dopolnjuje znanje in raziskave pojava kavitacije, ki nastane kot posledica laserskega preboja, s preučevanjem dinamike mehurčkov in pretvorbe energije iz laserskega vzbujevalnega vira v mehansko energijo pojava kavitacije. Rezultati so uporabni pri laserskih posegih v biološkega tkiva, kjer je zaželeno minimalno vplivanje na okolico.

Povezava do članka: https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2022.106243

Skip to content