Научная работа: Наносекундный лазер. Облучение сухих фрагментов краски для татуировки в жидкости

Рисунок 14- Оптическое изображение (в проходящем свете) фрагмента краски для татуировки, помещённого в дистиллированную воду: а - до облучения и б - после облучения наносекундным лазером (л=1.07 мкм,V_ск=300 мм/с, d₀=50 мкм,ф=20 нс, f=40 кГц, N=6, P_ср =3.13 Вт, Е_имп =0.078 мДж, Q=3.99 Дж/см²). Увеличение 5х

Рисунок 15- Оптическое изображение (в проходящем свете)осколков фрагмента краски для татуировки, помещённого в дистиллированную воду,после его облучения наносекундным лазером (л=1.07 мкм,V_ск=300 мм/с, d₀=50 мкм,ф=20 нс, f=40 кГц, N=6, P_ср =3.13 Вт, Е_имп =0.078 мДж,Q=3.99 Дж/см²). Увеличение 5х

Эксперимент 4. Облучение фрагментов краски для татуировки в дистиллированной воде

3 фрагмента краски были помещены на предметное стекло с помощью пинцета.На каждый из них была нанесена капля воды с помощью пинцета.Изменялась только частота следования импульсов. ф=20 нс, Р=50 %.

Измерение №1.f=60 кГц. P_ср=4.7 Вт. N=10, Е_имп =0.078 мДж, Q=3.99Дж/см². Фрагмент переместился.Фрагмент был облучён 2 раза (N=20).Площадь фрагмента до облучения составляла 672158.2 мкм², а после облучения -758286.6мкм² (см. рисунок 16 (а) и (б)). Площадь фрагмента увеличилась на 12.8 %. Осколки имеют площадь от 0.8 до 32416.3 мкм² (см. рисунок 16 (б)).

Рисунок 16- Оптическое изображение (в проходящем свете) фрагмента краски для татуировки, помещённого в дистиллированную воду: а - до облучения и б - после облучения наносекундным лазером (л=1.07 мкм,V_ск=300 мм/с, d₀=50 мкм,ф=20 нс, f=60 кГц, N=20,P_ср =4.7 Вт, Е_имп =0.078 мДж, Q=3.99 Дж/см²). Увеличение 5х

Измерение № 2.f=50 кГц.P_ср=3.91 Вт. N=8, Е_имп =0.078 мДж,Q=3.98Дж/см². Площадь фрагмента до облучения составляла 215581.1 мкм² (см. рисунок 17 (а)), а после облучения - 136281.9 мкм² (см. рисунок 17 (б)). Площадь фрагмента уменьшилась на 36,8 %. Осколки имеют площадьот 0.8 до 6245.3 мкм² (см. рисунок 18).

Рисунок 17- Оптическое изображение (в проходящем свете) фрагмента краски для татуировки, помещённого в дистиллированную воду: а - до облучения и б - после облучения наносекундным лазером (л=1.07 мкм,V_ск=300 мм/с, d₀=50 мкм,ф=20 нс, f=50 кГц, N=8, P_ср =3.91 Вт, Е_имп =0.078 мДж, Q=3.98 Дж/см²). Увеличение 5х

Рисунок 18- Оптическое изображение (в проходящем свете)осколков фрагмента краски для татуировки, помещённого в дистиллированную воду, после его облучения наносекундным лазером (л=1.07 мкм,V_ск=300 мм/с, d₀=50 мкм,ф=20 нс, f=50 кГц, N=8, P_ср =3.91 Вт, Е_имп =0.078 мДж, Q=3.98 Дж/см²). Увеличение 5х. а - на поверхности капли воды, б - на глубине.

Измерение № 3.f=99кГц. P_ср= 7.64 Вт.N=16,Е_имп =0.077 мДж, Q=3.93Дж/см². Площадь фрагмента после облучения составляла152628.2 мкм² (см. рисунок 19 (а)).Осколки имеют площадь от 0.8 до 5583.4 мкм² (см. рисунок 19 (б).

Рисунок 19- Оптическое изображение (в проходящем свете) фрагмента краски для татуировки, помещённого в дистиллированную воду: а - до облучения и б - после облучения наносекундным лазером (л=1.07 мкм,V_ск=300 мм/с, d₀=50 мкм,ф=20 нс, f=99 кГц, N=16, P_ср =3.91 Вт, Е_имп =0.077 мДж, Q=3.93 Дж/см²). Увеличение 5х

лазер облучение краска глицерин

Заключение

Факел наблюдается при частотах более 10 кГц.

На снимках наблюдаются осколки двух типов. Первый тип, располагающийся на поверхности капли, имеет вид кольца, а второй тип представляет собой сплошные частицы, залегающие на дне. Связано с разной растворимостью фрагментов в зависимости от их размеров. Размер наименьшего видимого фрагмента в воде составляет примерно 1 мкм. Вероятно, частицы с размером меньше 1 мкм растворяются в воде.

В отличие от экспериментов по лазерному облучению фрагментов краски в воде, в глицерине наблюдается незначительное их перемещение при воздействии излучения. Вокруг фрагмента наблюдаются полосы и пятна от растворившейся краски, и большинство мелких частиц трудно рассмотреть. В водеотчётливо видны частицы, на которые распадается фрагмент после облучения.

В большинстве случаев наблюдается увеличение площади фрагментов после лазерного облучения, что связано с частичным их растворением. Поэтому трудно вывести зависимость размеров фрагментов после облучения от частоты следования импульсов.

В таблице представлена краткая версия результатов экспериментов.