用于生物打印应用的2.9 μm激光在水中产生无等离子体气泡空化
光学
2022-12-28 v1 应用物理
流体动力学
摘要
我们研究了由2.9 μm中红外激光脉冲（10 ns，10-50 μJ）诱导的空化气泡动力学，由于强振动吸收，该脉冲导致水的无等离子体直接快速加热。我们建立了激光 fluence（高达6 J/cm^2）与最大气泡半径（高达200 μm）之间的直接关联。根据实验数据，可通过包含2.9 μm处水吸收饱和的模拟提取关键参数（阈值能量、内部压力）。在6 J/cm^2的fluence下，我们获得13%的激光能量转化为气泡能量，并可预测在更高fluence >10 J/cm^2下工作将导致最高20%的转换效率。这一结果为利用激光辐射直接吸收且无需任何额外吸收剂的生物打印应用打开了大门。
引用
@article{arxiv.2209.06431,
title = {Plasma free bubble cavitation in water by a 2.9 {\mu}m laser for bioprinting applications},
author = {Shubho Mohajan and Jean-Christophe Delagnes and Baptiste Allisy and Antonio Iazzolino and Bertrand Viellerobe and Stéphane Petit},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.06431},
year = {2022}
}