ntvНаучно-технический вестник информационных технологий, механики и оптикиScientific and Technical Journal of Information Technologies, Mechanics and Optics2226-14942500-0373Университет ИТМО10.17586/2226-1494-2024-24-1-165-169ntv-95Research ArticleКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯBRIEF PAPERSИсследование влияния формы выходного торца оптического волокна на гидроакустические процессы в жидкости, стимулируемые микросекундными импульсами излучения Yb,Er:Glass-лазераStudy of the influence of the optical fiber output end shape on hydroacoustic processes in a liquid stimulated by microsecond pulses of Yb,Er:Glass laser radiationhttps://orcid.org/0009-0005-7557-1777НассерР.NasserR.

Нассер Раед — аспирант

Санкт-Петербург, 197101

Raed Nasser — PhD Student

Saint Petersburg, 197101

raedrr9898@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-1891-9122СмирновС. Н.SmirnovS. N.

Смирнов Сергей Николаевич — кандидат технических наук, ассистент, ведущий инженер

Санкт-Петербург, 197101

sc 7202271405 

Sergey N. Smirnov — PhD, Assistant, Leading Engineer

Saint Petersburg, 197101

sc 7202271405

sns@itmo.ruУниверситет ИТМОРоссияITMO UniversityRussian Federation202412122024241165169Copyright © Нассер Р., Смирнов С.Н., 20242024Нассер Р., Смирнов С.Н.Nasser R., Smirnov S.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ntv.elpub.ru/jour/article/view/95

Представлены результаты исследования гидроакустических процессов, возбуждаемых в объеме дистиллированной воды мощными микросекундными импульсами излучения Yb,Er:Glass-лазера, доставленными через оптические волокна с двумя различными формами выходного торца. Выполнено сравнение объема парогазовой полости, образовавшейся в жидкости, и перепадов давления, возникающих в момент действия лазерного импульса и в фазе «коллапс-возобновление» парогазовой полости. Полученные результаты полезны для развития технологий лазерных эндохирургических вмешательств, требующих эффективного разрушения патологических биотканей, например, лазерной экстракции катаракты.

The results of a study of hydroacoustic processes stimulated in a volume of distilled water by powerful microsecond pulses of Yb,Er:Glass laser radiation delivered through optical fibers with two different shapes of the output end are presented. A comparison of the volume of the steam-gas cavity formed in the liquid and the pressure drops that occur at the moment of the laser pulse action and in the “collapse-rebound” phase of the vapor-gas cavity is presented. The results obtained are useful for the development of technologies for laser endosurgical interventions that require effective destruction of pathological biological tissues, for example, laser cataract extraction.

YbEr:Glass-лазермикросекундные импульсыпарогазовая полостьформа выходного торца волокнаYbEr:Glass lasermicrosecond pulsessteam-gas cavityshape of the fiber output endReferencesКуликова И.Л., Паштаев Н.П. Особенности энергетического воздействия на роговицу Glass-Yb:Er лазера с длиной волны 1,54 мкм // Вестник Оренбургского государственного университета. 2007. № S(78). С. 132–135.Kulikova I.L., Pashtaev N.P. Peculiarities of energy influence of glass-Yb:Er laser with wave length 1,54 mkm on cornea. Vestnik of the Orenburg State University, 2007, no. S(78), pp. 132–135. (in Russian)Belikov A.V., Smirnov S.N., Kopaev S.Yu., Nemsitsveridze M.N., Batov Yu.N., Gubin A.B., Pirozhkov Yu.B. Use of bursts of 1.54-μm microsecond laser pulses for cataract destruction // Quantum Electronics. 2021. V. 51. N 1. P. 2. https://doi.org/10.1070/qel17473Belikov A.V., Smirnov S.N., Kopaev S.Yu., Nemsitsveridze M.N., Batov Yu.N., Gubin A.B., Pirozhkov Yu.B. Use of bursts of 1.54-μm microsecond laser pulses for cataract destruction. Quantum Electronics, 2021, vol. 51, no. 1, pp. 2. https://doi.org/10.1070/qel17473Belikov A.V., Smirnov S.N., Batov Yu.N., Gubin A.B., Pirozhkov Yu.B., Boiko E.V., Nemsitsveridze M.N. In vitro study of cataract extraction by bursts of microsecond 1.54-μm laser pulses // Quantum Electronics. 2022. V. 52. N 1. P. 69–77. https://doi.org/10.1070/qel17959Belikov A.V., Smirnov S.N., Batov Yu.N., Gubin A.B., Pirozhkov Yu.B., Boiko E.V., Nemsitsveridze M.N. In vitro study of cataract extraction by bursts of microsecond 1.54-μm laser pulses. Quantum Electronics, 2022, vol. 52, no. 1, pp. 69–77. https://doi.org/10.1070/qel17959Беликов А.В., Гагарский С.В., Сергеев А.Н., Смирнов С.Н., Загорулько А.М. Исследование акустического сигнала при лазерной гидроакустической обработке биоткани микросекундными импульсами излучения лазера на иттербий-эрбиевом стекле // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2018. Т. 18. № 6. С. 939–945. https://doi.org/10.17586/2226-1494-2018-18-6-939-945Belikov A.V., Gagarsky S.V., Sergeev A.N., Smirnov S.N., Zagorulko A.M. Study of acoustic signal during laser hydroacoustic processing of biological tissue by microsecond pulses of ytterbiumerbium glass laser radiation. Scientific and Technical Journal of Information Technologies, Mechanics and Optics, 2018, vol. 18, no. 6, pp. 939–945. (in Russian). https://doi.org/10.17586/2226-1494-2018-18-6-939-945Asshauer T., Rink K., Delacrétaz G. Acoustic transient generation by holmium-laser-induced cavitation bubbles // Journal of Applied Physics. 1994. V. 76. N 9. P. 5007–5013. https://doi.org/10.1063/1.357212Asshauer T., Rink K., Delacrétaz G. Acoustic transient generation by holmium-laser-induced cavitation bubbles. Journal of Applied Physics, 1994, vol. 76, no. 9, pp. 5007–5013. https://doi.org/10.1063/1.357212Gregorčič P., Jezeršek M., Možina J. Optodynamic energy-conversion efficiency during an Er:YAG-laser-pulse delivery into a liquid through different fiber-tip geometries // Journal of Biomedical Optics. 2012. V. 17. N 7. P. 0750061. https://doi.org/10.1117/1.jbo.17.7.075006Gregorčič P., Jezeršek M., Možina J. Optodynamic energy-conversion efficiency during an Er:YAG-laser-pulse delivery into a liquid through different fiber-tip geometries. Journal of Biomedical Optics, 2012, vol. 17, no. 7, pp. 0750061. https://doi.org/10.1117/1.jbo.17.7.075006Lippert B.M., Teymoortash A., Folz B.J., Werner J.A. Coagulation and temperature distribution in Nd: YAG interstitial laser thermotherapy: An in vitro animal study // Lasers in Medical Science. 2003. V. 18. N 1. P. 19–24. https://doi.org/10.1007/s10103-002-0246-2Lippert B.M., Teymoortash A., Folz B.J., Werner J.A. Coagulation and temperature distribution in Nd: YAG interstitial laser thermotherapy: An in vitro animal study. Lasers in Medical Science, 2003, vol. 18, no. 1, pp. 19–24. https://doi.org/10.1007/s10103-002-0246-2Russo V., Righini G., Sottini S., Trigari S. Optical fibres for medical applications: output beam shaping // Proceedings of SPIE. 1985. V. 0522. P. 166–173. https://doi.org/10.1117/12.946237Russo V., Righini G., Sottini S., Trigari S. Optical fibres for medical applications: output beam shaping. Proceedings of SPIE, 1985, vol. 0522, pp. 166–173. https://doi.org/10.1117/12.946237Clarkin J.P., Timmerman R.J., Shannon J.H. Shaped fiber tips for medical and industrial applications // Proceedings of SPIE. 2004. V. 5317. P. 70. https://doi.org/10.1117/12.540734Clarkin J.P., Timmerman R.J., Shannon J.H. Shaped fiber tips for medical and industrial applications. Proceedings of SPIE, 2004, vol. 5317, pp. 70. https://doi.org/10.1117/12.540734Беликов А.В., Гагарский С.В., Сергеев А.Н., Смирнов С.Н. Исследование гидродинамических процессов в жидкости при воздействии мощных микросекундных импульсов Yb,Er:Glass-лазера // Известия вузов. Приборостроение. 2017. Т. 60. № 4. С. 367–374. https://doi.org/10.17586/0021-3454-2017-60-4-367-374Belikov A.V., Gagarsky S.V., Sergeev A.N., Smirnov S.N. Study of hydrodynamic processes in liquids under the influence of powerful microsecond Yb,Er:glass laser pulses. Journal of Instrument Engineering, 2017, vol. 60, no. 4, pp. 367–374. (in Russian). https://doi.org/10.17586/0021-3454-2017-60-4-367-374

The authors declare that there are no conflicts of interest present.