Исследование роли накопленного тепла при многоимпульсном воздействии нано-, пико- и фемтосекундных лазерных импульсов на конденсированные среды и биологические ткани Шамова Александра Андреевна

Короткий опис

Шамова, Александра Андреевна.
Исследование роли накопленного тепла при многоимпульсном воздействии нано-, пико- и фемтосекундных лазерных импульсов на конденсированные среды и биологические ткани : диссертация ... кандидата физико-математических наук : 1.3.19. / Шамова Александра Андреевна ; [Место защиты: ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский университет ИТМО»]. - Санкт-Петербург, 2021. - 293 с. : ил.; 14,5х20,5 см.
Оглавление диссертациикандидат наук Шамова Александра Андреевна
РЕФЕРАТ
SYNOPSIS
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ НАНО-, ПИКО- И ФЕМТОСЕКУНДНЫХ ЛАЗЕРНЫХ ИМПУЛЬСОВ С КОНДЕНСИРОВАННЫМИ СРЕДАМИ И БИОЛОГИЧЕСКИМИ ТКАНЯМИ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)
1.1 Строение и физические свойства объектов исследования
1.1.1 Монокристаллический кремний
1.1.2 Наночастицы технического углерода и их агломераты
1.1.3 Костная ткань как пример твёрдой биоткани
1.1.4 Кожа как пример мягкой биоткани
1.1.5 Фантомы биологических тканей
1.2 Процессы взаимодействия нано-, пико и фемтосекундных лазерных импульсов с конденсированными средами
1.3 Процессы взаимодействия нано-, пико и фемтосекундных лазерных импульсов с биологическими тканями
1.4 Процессы взаимодействия импульсного лазерного излучения с углеродными наночастицами и их агломератами в жидких средах и биологических тканях
1.4.1 Оптическая кавитация при лазерном облучении углеродных наночастиц в жидких средах
1.4.2 Лазерная фрагментации введённых в кожу агломератов углеродных наночастиц
1.5 Процесс накопления тепла и его роль при многоимпульсной обработке конденсированных сред и биологических тканей нано-, пико- и фемтосекундными лазерными импульсами
1.5.1 Накопление тепла в кремнии при лазерной модификации поверхности
1.5.2 Накопление тепла в биологических тканях
1.5.3 Накопление тепла при обработке светопоглощающих наночастиц в жидких средах серией лазерных импульсов
1.6 Модели взаимодействия нано-, пико- и фемтосекундных лазерных импульсов с конденсированными средами и биотканями
1.7 Выводы по главе
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВКЛАДА РЕКОМБИНАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В НАКОПЛЕННОЕ ТЕПЛО ПРИ МНОГОИМПУЛЬСНОМ ФЕМТОСЕКУНДНОМ ЛАЗЕРНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ НА КРЕМНИЙ
2.1 Физико-математическая модель многоимпульсного фемтосекундного лазерного нагрева поверхности кремния без учёта рекомбинационного нагрева
2.2 Численно-аналитическое моделирование многоимпульсного фемтосекундного лазерного нагрева поверхности кремния без учёта рекомбинационного нагрева
2.3 Физико-математическое моделирование дополнительного нагрева поверхности монокристаллического кремния за счёт рекомбинационных процессов
2.3.1 Аналитическая модель дополнительного нагрева поверхности монокристаллического кремния за счёт безызлучательной рекомбинации
2.3.2 Аналитическое моделирование дополнительного нагрева поверхности монокристаллического кремния за счёт безызлучательной рекомбинации
2.3.3 Аналитическая модель дополнительного нагрева поверхности монокристаллического кремния за счёт Оже- и безызлучательной рекомбинаций
2.3.4 Аналитическое моделирование дополнительного нагрева поверхности монокристаллического кремния за счёт Оже- и безызлучательной рекомбинаций
2.4 Сравнение результатов моделирования многоимпульсного нагрева кремния с данными исследований по фемтосекундной лазерной модификации поверхности
2.5 Выводы по главе
ГЛАВА 3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА НАКОПЛЕНИЯ ТЕПЛА ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ НАНО- И ФЕМТОСЕКУНДНЫХ ЛАЗЕРНЫХ ИМПУЛЬСОВ НА ФАНТОМ ТВЁРДОЙ БИОТКАНИ (СУХУЮ КОСТЬ)
3.1 Аналитическая модель накопления тепла в сухой костной ткани при многоимпульсном облучении нано-, пико- и фемтосекундными лазерными импульсами
3.2 Сравнение результатов аналитического моделирования с экспериментальными результатами по облучению сухой костной ткани наносекундными лазерными импульсами
3.3 Сравнение результатов аналитического моделирования с экспериментальными результатами по облучению сухой костной ткани фемтосекундными лазерными импульсами
3.4 Выводы по главе
ГЛАВА 4. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РОЛИ НАКОПЛЕННОГО ТЕПЛА ПРИ ФРАГМЕНТАЦИИ АГЛОМЕРАТОВ
УГЛЕРОДНЫХ НАНОЧАСТИЦ, СОДЕРЖАЩИХСЯ В ФАНТОМАХ КОЖИ, ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ НАНО-, ПИКО- И ФЕМТОСЕКУНДНЫХ ЛАЗЕРНЫХ ИМПУЛЬСОВ
4.1 Экспериментальные результаты по облучению фантомов кожи, содержащих агломераты углеродных наночастиц, нано-, пико- и фемтосекундными лазерными импульсами
4.1.1 Обработка хлопковой ткани, окрашенной краской «True Black», нано-, пико- и фемтосекундными лазерными импульсами
4.1.2 Обработка свиной кожи ex vivo с краской «True Black» фемтосекундными лазерными импульсами
4.1.3 Обработка сухого агломерата частиц краски «True Black» под слоем дистиллированной воды наносекундными лазерными импульсами
4.1.4 Обработка коллоидного раствора краски «True Black» в 86 % водном растворе глицерина нано- и пикосекундными лазерными импульсами
4.2 Теоретическая модель образования пузыря на светопоглощающем микровключении в жидкой среде при лазерном воздействии
4.3 Сравнение результатов моделирования с экспериментальными результатами по облучению жидких сред, содержащих агломераты углеродных наночастиц, наносекундными лазерными импульсами
4.4 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение 1 Тексты публикаций
239
РЕФЕРАТ