Вышедшие номера
Home » Оптика и спектроскопия » Год 2026, выпуск 8 » Статья стр. 965
<<<>>>
Лазерная кавитация, вызванная цугом микросекундных импульсов
Российский научный фонд, 25-79-30006
Феклисова К.А.1, Походяев О.И.2, Крючков Н.П.2, Яковлев Е.В.2, Сучков Ю.А.1, Долганова И.Н. 1,3, Кочиев Д.Г.1, Зайцев К.И. 1, Зотов А.К. 1
1Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва, Россия
2Центр мягких материй и физики жидкостей, Кластер инженерных наук о жизни (CELS), Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия
3Институт физики твердого тела им. Ю.А. Осипьяна РАН, Черноголовка, Россия
Email: dolganova@issp.ac.ru, akzotov@hotmail.com
Поступила в редакцию: 15 декабря 2026 г.
В окончательной редакции: 29 января 2026 г.
Принята к печати: 3 июня 2026 г.
Выставление онлайн: 7 сентября 2026 г.
PDF версия
Комплексно исследована каскадная кавитация, возникающая при облучении водного раствора CuSO4 серией из семи микросекундных лазерных импульсов (длительность 1.2 μs, энергия 140 mJ каждый) с межимпульсным интервалом 34.3 μs, доставляемых через кварцевое волокно с диаметром сердцевины 550 μm. В отличие от предыдущих работ была предложена модифицированная численная модель с эмпирическим механизмом охлаждения газовой фазы, что позволило достичь высокой точности воспроизведения динамики каскадного пузыря, включая затухание последующих осцилляций. Впервые проведено детальное пространственное картирование акустического отклика при коллапсе пузыря, выявившее принципиальные различия между одиночным и каскадным вариантами: первый демонстрирует устойчивую направленную структуру сигнала с четким первым пиком, тогда как второй характеризуется пространственной неоднородностью и хаотичной последовательностью всплесков из-за асимметрии коллапса. Полученные результаты открывают новые возможности для оптимизации лазерных медицинских процедур, где требуется точный контроль направленности механического воздействия, таких как офтальмологическая хирургия и литотрипсия. Ключевые слова: лазерная кавитация, цуг микросекундных импульсов, каскадная кавитация пузырьков.
  1. W. Lauterborn, H. Bolle. J. Fluid Mechanics, 72 (2), 391-399 (1975). DOI: 10.1017/S0022112075003448
  2. W. Lauterborn. Physikalische Blatter, 32 (12), 553-563 (1976). DOI: 10.1002/phbl.19760321208
  3. X.-X. Liang, N. Linz, S. Freidank, G. Paltauf, A. Vogel. J. Fluid Mechanics, 940, A5 (2022). DOI: 10.1017/jfm.2022.202
  4. Y. Tomita, A. Shima. J. Fluid Mechanics, 169, 535-564 (1986). DOI: 10.1017/S0022112086000745
  5. A. Vogel, W. Lauterborn, R. Timm. J. Fluid Mechanics, 206, 299-338 (1989). DOI: 10.1017/S0022112089002314
  6. C. Lechner, W. Lauterborn, M. Koch, R. Mettin. Phys. Rev. Fluids, 4 (2), 21601 (2019). DOI: 10.1103/PhysRevFluids.4.021601
  7. M. Senegavcnik, K. Kunimoto, S. Yamaguchi, K. Kimura, T. Sakka, P. Gregorvcivc. Ultrasonics Sonochemistry, 73, 105460 (2021). DOI: 10.1016/j.ultsonch.2021.105460
  8. X. Zhong, J. Eshraghi, P. Vlachos, S. Dabiri, A.M. Ardekani. Intern. J. Multiphase Flow, 132, 103433 (2020). DOI: 10.1016/j.ijmultiphaseflow.2020.103433
  9. X. Chen, R.-Q. Xu, J.-P. Chen, Z.-H. Shen, L. Jian, X.-W. Ni. Appl. Opt., 43 (16), 3251-3257 (2004). DOI: 10.1364/AO.43.003251
  10. V. Robles, E. Gutierrez-Herrera, L.F. Devia-Cruz, D. Banks, S. Camacho-Lopez, G. Aguilar. Physics of Fluids, 32 (4), 42005 (2020). DOI: 10.1063/5.0007164
  11. H. Soyama, Y. Iga. Appl. Sci., 13 (11), 6702 (2023). DOI: 10.3390/APP13116702
  12. R. Streubel, S. Barcikowski, B. Gokce. Opt. Lett., 41 (7), 1486-1489 (2016). DOI: 10.1364/OL.41.001486
  13. M.E. Shaheen, A.Y.E. Abdelwahab. Optics \& Laser Technology, 186, 112705 (2025). DOI: 10.1016/j.optlastec.2025.112705
  14. N. Nagalingam, A. Raghunathan, V. Korede, C. Poelma, C.S. Smith, R. Hartkamp, H.B. Eral. Phys. Rev. Lett., 131 (12), 124001 (2023). DOI: 10.1103/PhysRevLett.131.124001
  15. X. Jia, Y. Feng. J. Cosmetic Dermatology, 24 (2), (2025). DOI: 10.1111/jocd.16657
  16. A. Manzano-Finol, H. Parra-Pelosi, G. Cubillos-Valencia, J. Urdaneta, D. Rivera-Porras, M. Chacin, V. Bermudez. Aesthetic Plastic Surgery, 49 (19), 5522-5531 (2025). DOI: 10.1007/s00266-025-05056-8
  17. S. Li, Y. Wei, B. Zhang, X. Li. Annals of Translational Medicine, 11 (6), 263-263 (2023). DOI: 10.21037/atm-22-2578
  18. K.P. Varsha, S.-H. Yeo, H. Soyama. Intern. J. Fatigue, 189, 108558 (2024). DOI: 10.1016/j.ijfatigue.2024.108558
  19. A. Vogel, W. Hentschel, J. Holzfuss, W. Lauterborn. Ophthalmology, 93 (10), 1259-1269 (1986). DOI: 10.1016/S0161-6420(86)33576-0
  20. H. Soyama, Y. Iga. Appl. Sci., 13 (11), 6702 (2023). DOI: 10.3390/app13116702
  21. H. Soyama. Coatings, 13 (8), 1395 (2023). DOI: 10.3390/coatings13081395
  22. S.F. Rastopov, A.T. Sukhodol'sky. Phys. Lett. A, 149 (4), 229-232 (1990). DOI: 10.1016/0375-9601(90)90334-K
  23. J.C. Ramirez-San-Juan, E. Rodriguez-Aboytes, A.E. Martinez-Canton, O. Baldovino-Pantaleon, A. Robledo-Martinez, N. Korneev, R. Ramos-Garcia. Opt. Express, 18 (9), 8735-8742 (2010). DOI: 10.1364/OE.18.008735
  24. J.P. Padilla-Martinez, C. Berrospe-Rodriguez, G. Aguilar, J.C. Ramirez-San-Juan, R. Ramos-Garcia. Physics of Fluids, 26 (12), 122007 (2014). DOI: 10.1063/1.4904718
  25. H. Ju, R.A. Roy, T.W. Murray. Biomed. Opt. Express, 4 (1), 66-76 (2013). DOI: 10.1364/BOE.4.000066
  26. H. Kim, J. Kang, J.H. Chang. Opt. Lett., 39 (9), 2806-2809 (2014). DOI: 10.1364/OL.39.002806
  27. P.A. Quinto-Su, V. Venugopalan, C.D. Ohl. Opt. Express, 16 (23), 18964-18969 (2008). DOI: 10.1364/OE.16.018964
  28. S. Verma, S. Arba Mosquera. Photonics, 11 (11), (2024). DOI: 10.3390/photonics11111047
  29. D. Wang, Y. Bi. AIP Advances, 14, 25013 (2024). DOI: 10.1063/5.0185608
  30. L. Fu, L. Fu, J. Wang, S. Wang, Z. Zhang, A. Vogel, C. Yao. Opt. Express, 32 (6), 9747-9766 (2024). DOI: 10.1364/OE.516264
  31. N. Nagalingam, V. Korede, D. Irimia, J. Westerweel, J.T. Padding, R. Hartkamp, H.B. Eral. Sci. Rep., 14 (1), 18763 (2024). DOI: 10.1038/s41598-024-68971-x
  32. L. Fu, X.X. Liang, S. Wang, S. Wang, P. Wang, Z. Zhang, C. Yao. Ultrasonics Sonochemistry, 101, 106664 (2023). DOI: 10.1016/J.ULTSONCH.2023.106664
  33. A.V. Belikov, S.V. Gagarsky, A.N. Sergeev, S.N. Smirnov, A.M. Zagorulko. Scientific and Technical J. Information Technologies, Mechanics and Optics, 18 (6), 939-945 (2018). DOI: 10.17586/2226-1494-2018-18-6-939-945
  34. A.V. Belikov, S.V. Gagarsky, A.N. Sergeev, S.N. Smirnov. Izvesti\^a vysvsih uvcebnyh zavedenij. Priborostroenie, 367-374 (2017). DOI: 10.17586/0021-3454-2017-60-4-367-374
  35. S.R. Aglyamov, A.B. Karpiouk, F. Bourgeois, A. Ben-Yakar, S.Y. Emelianov. Opt. Lett., 33 (12), 1357 (2008). DOI: 10.1364/OL.33.001357
  36. N.A. Kudasheva, N.P. Kryuchkov, A.K. Zotov, P.V. Aleksandrova, O.I. Pokhodyaev, K.A. Feklisova, E.V. Yakovlev. Photonics, 12 (9), 927 (2025). DOI: 10.3390/photonics12090927
  37. M.D. Mokrousov, W. Thompson, S.A. Ermilov, T. Abakumova, M.V. Novoselova, O.A. Inozemtseva, D.A. Gorin. Biomed. Opt. Express, 12 (6), 3181 (2021). DOI: 10.1364/BOE.419461
  38. I. Carneiro, S. Carvalho, R. Henrique, L. Oliveira, V. Tuchin. Quant. Electron., 49, 13 (2019). DOI: 10.1070/QEL16903
  39. T.M. Gonvalves, I.S. Martins, H.F. Silva, V.V. Tuchin, L.M. Oliveira. Photochem, 1 (2), 190-208 (2021). DOI: 10.3390/photochem1020011

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2026 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme