激光与生物组织选择性光热效应的两温度模型

考虑激光皮肤手术过程中色基与非色基组织对激光能量的差别吸收及二者界面处的能量传递发展了一种新的两温度传热模型。将模型应用于色素性及血管性疾病的激光治疗热过程,研究了激光脉冲宽度的影响。结果表明:两温度模型可以清晰地展示生物体内的选择性光热作用。脉冲宽度对于选择性光热效应有着非常重要的影响,过长的脉冲宽度会使能量传播到色基以外而使色基无法得到有效地加热,甚至会引起非色基组织的热损伤。     

纳秒脉冲激光诱导的区域缺陷破坏模型

完善了由缺陷吸收引起温升导致材料破坏的激光损伤模型.从热传导方程人手,该模型在单杂质缺陷模型基础上,利用米氏散射理论计算杂质缺陷的吸收截面,根据材料基质和杂质缺陷的热物性能参数,计算了杂质相互之间的有效作用距离,即材料的热扩散长度范围.结果表明,考虑周围杂质的影响,基质材料损伤阈值更接近实际情况,同时基质表面的损伤阈值...     

激光热疗中生物组织的光热描述及研究进展

激光热疗中,激光与生物组织相互作用研究应包含两个方面：一是光子在生物组织中的迁移规律,基于传输理论的Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ方法能较为真实地模拟光在生物组织内的分布,并进一步获得热源的分布;另一方面是热在生物组织中的传导,经典的Ｐｅｎｎｅｓ方程和基于微结构的Ｗｅｉｎｂａｕｍ与Ｊｉｊｉ模型从不同层面描述生物组织中的传热问题,两者的统一是至关重要的,文中对此进行了阐述,文中还报道了用光学方法对组织热凝固     

生物组织光传输的系统模型及应用

以辐射传输方程为基础,讨论了生物组织光传输问题的线性空间平移不变性,同时建立了层状生物组织光传输问题的系统理论及相应的计算模型.与Monte Carlo方法的对比计算表明：该模型在保证结果准确性的前提下,可极大地提高生物组织光传输问题的计算效率.在此基础上,将该模型应用于层状生物组织内会聚光传输问题的理论计算,讨论了光源会聚角对生物组织内光场分布的影响.     

生物组织的可见光与近红外光散射模型

对生物组织光学模型尤其是光散射特性进行了研究, 发现可以利用等效粒子数密度的粒度分布更精确地了解生物组织的光散射性质。在夫琅和费衍射近似下, 散射系数和散射相函数可以由等效粒子数密度的粒度分布得到。基于粒子粒度光散射测量技术, 所得结果可给出一种新的可行的测量生物组织光学性质参数的方法。     

基于MATLAB的RC串联电路暂态过程仿真

对RC串联电路暂态过程进行了研究,并对其进行了理论分析,最后利用MATLAB的绘图功能,对实验现象进行了仿真,仿真结果与实验相符.     

用多用表研究RC电路实验的设计

对用指针式和数字式多用表研究ＲＣ电路实验的电路参数作了设计,并且研制出精确测定大电容值的仪器,实测的时间常数与理论值符合得很好．学生观察了实验现象会提高防范电容器电击的意识     

基于纳米金针尖增强的亚表层光热效应研究

金纳米针尖激发的光场增强和光热效应在材料表面加工和激光辅助制造方面应用前景广泛,但其能量产生和转化机制的理论分析却鲜见展开。本文通过数值模拟研究了金纳米针尖与光相互作用的光场增强和光热效应。首先研究了独立金针尖的近场增强与入射波长和入射角度的关系。在波长为532 nm的平行光照射下,距离针尖表面10 nm处最大的电场增强高达约66倍。在针尖下方设置硅基底,针尖与硅基底的间隙中出现更强的光场增强,同时在硅基底的亚表层中产生热源。当入射光的功率密度为2×10⁷W/m²时,该热源的能量密度高达3×10¹⁵W/m³。在针尖下方设置单层石墨烯,增强效应形成的纳米尺度热源可以穿透单层碳原子使石墨烯被加热55倍。     

一阶RC电路时间常数测量的难点及解决方案

RC电路是最基本的一阶动态电路,在电路中由于受电阻和电容元件参数的限制,电路的时间常数通常很小,测量过程难于实现.本文对RC电路进行了改进型设计,提高了RC电路时间常数值,使测量过程得以实现。     

对传统RC串联电路幅频特性实验的改进简

结合教学实践,对传统RC串联电路幅频特性实验进行改进,并付渚实践取得良好的效果。     

非独立散射对纳米颗粒介质光热效应的影响

本文采用有限元软件COMSOL结合双温度模型模拟了含金纳米颗粒复合介质的光热效应和温度分布,分析了金纳米颗粒非独立散射的影响,讨论了发生光热效应时复合介质内能量的传递方式。结果表明:将双温度模型与Fourier导热定律结合可以描述纳米颗粒及周围介质的温度变化;与独立散射的颗粒相比,非独立散射情况下光热效应与颗粒间的耦合现象有关,并且这种耦合效应与颗粒间的距离相关。     

RC 暂态电路实验的一个简易改进

采用市面上可购得的转接线,将模拟示波器所测 RC暂态电路实验中电容器上的电压信号直接传输到计算机声卡中,用免费音频处理软件Audacity显示该信号,并将其转化为文本格式,最后用微软的Excel软件处理信号数据,拟合出时间常量等参数,使学生对充放电过程有更准确的理解。结果表明,本实验方法对时间常量的测量可取得2％左右的相对误差。     

基于 MATLAB的RLC电路暂态过程的模拟

MATLAB以其强大的矩阵运算能力和简便的绘图功能,而成为理论研究和工程应用中流行最广的科学计算语言.简要介绍了MATLAB软件,再利用MATLAB对RLC暂态电路中的二阶微分方程进行了降阶处理,并对降阶后的微分方程进行了求解,最后还利用MATLAB的绘图功能,对电压的变化规律进行了模拟,模拟结果与实验结果相符.     

半导体激光放大器的电路模型及噪声特性分析

给出了半导体激光（ＬＤ）放大器的电路模型，使得对半导体激光放大器的特性可以用通用电路分析软件进行分析。用该模型对谐振型光放大器光功率输出特性与失谐关系进行了模拟分析，模型的分析结果与已报道的理论和实验基本一致；用该模型还对谐振光放大器的噪声进行了分析。     

RC串联电路相移测量方法的研究

利用电压法、李萨茹图形法和双轨迹法分别测量了RC串联电路的相移,并将实验值与理论值进行了比较。研究表明,在所选择的频率波段内,这三种方法测量的实验值与理论值符合的很好,具有高精度、测量装置简单、操作方便等优点。通过对以上三种测量方法的研究,能够让学生从直观上更深入地理解对RC串联电路的特性。     

Enhancement of the 808 nm Photothermal Effect of Gold Nanorods by Thiol‐Induced Self‐Assembly

Gold (Au) nanomaterials are promising photothermal agents for the selective treatment of tumor cells owing to the strong capability to convert near‐infrared (NIR) irradiation into heat energy. One basic issue for practical photothermal therapy is the enhancement of photothermal effect in NIR region. Here, various low‐molecular‐weight thiols are applied to induce one‐dimensional (1D) self‐assembly of Au nanorods (NRs), which leads to the redshift of absorption peak towards NIR region. As a result, the 1D assembled Au NRs exhibit improved photothermal effect at 808 nm in comparison to unassembled Au NRs.     

细胞外溶液的近红外光热响应取决于其吸收特性

光热效应是激光与生物组织相互作用中的一个主要因素, 但其产生、传输和作用机理尚不十分清晰. 本文采用双波长近红外激光辐照和膜片钳技术相结合的方法, 选择980 nm和845 nm两个波长的近红外激光, 因其在水中的吸收系数分别为0.502 cm^-1和0.0378 cm^-1, 接近十倍差异. 若溶液是产生光热响应的主要介导物质, 则期望这两个波长的激光辐照所产生的溶液温升也将呈现相应的十倍比例关系. 研究中把溶液光热响应过程分为温升的建立和耗散两个阶段. 在温升建立阶段,理论模型的建立采用长时程 (激光作用时程长于介质的热弛豫时间)作用理论的研究结果, 实验是使用膜片钳系统来测量细胞外溶液中, 已进行温度标定的、充灌溶液的玻璃微电极电导变化, 根据这个电导变化来定量研究溶液光热响应与其吸收特性的关联性; 在耗散阶段, 使用膜片钳系统监测神经细胞的电生理功能变化. 理论和实验两方面的结果都表明, 溶液对低强度近红外激光的吸收特性决定了其光热响应. 这一结果, 可以直接用于生物组织光热响应特性相关的机理研究. 关键词： 光热响应 双波长的方法 近红外激光和生物组织相互作用 空电极方法