Ανάπτυξη πηγής ακουστικών κυμάτων σε νερό με παλμικό laser για βιοϊατρικές εφαρμογές.

Abstract

Η εργασία αυτή αποτελεί την απαρχή ανάπτυξης πλήρως λειτουργικών διατάξεων παραγωγής και ανίχνευσης υπερήχων μέσω laser για βιοϊατρικές εφαρμογές στο Εργαστήριο Ακουστικής και Οπτικής Τεχνολογίας του Τμήματος Μηχανικών Μουσικής Τεχνολογίας & Ακουστικής Τ.Ε. του Τ.Ε.Ι. Κρήτης. Σκοπός των διατάξεων είναι η παραγωγή υπερήχων υψηλής έντασης μέσα σε δεξαμενή νερού με χρήση ενός παλμικού laser Nd:YAG και ενός ειδικά σχεδιασμένου κατόπτρου που προσφέρει τη δυνατότητα εστίασης και κατεύθυνσης των παραγόμενων κυμάτων. Για την ανίχνευση των παραγόμενων ακουστικών κυμάτων σχεδιάστηκαν και υλοποιήθηκαν δυο οπτικές διατάξεις. Η πρώτη βασίζεται στην τεχνική εκτροπής δέσμης laser συνεχούς μήκους κύματος ενώ η δεύτερη είναι μια απεικονιστική διάταξη schlieren. Τα αποτελέσματα που παρουσιάζονται από τη χρήση των διατάξεων αυτών είναι προκαταρκτικά και στα πλαίσια ενός αρχικού ποιοτικού (παρά ποσοτικού) ελέγχου καλής λειτουργίας. Από τον έλεγχο αυτό εντοπίστηκαν οι κύριες αδυναμίες των διατάξεων και προτείνονται βελτιώσεις σε αυτές.

The present study is the first step towards the development of fully functional experimental arrangements for the generation and detection of ultrasounds for biomedical applications in the Acoustical and Optical Technology Laboratory of the Department of Music Technology and Acoustics Engineering of the Α.T.E.I. of Crete. The aim is to generate strong ultrasonic waves into a water tank using a pulsed Nd:YAG laser and a specially designed reflector that offers the ability to focus and preferentially direct the generated waves. Two experimental arrangements were designed and developed for the detection of the generated acoustic waves. The first one is based on the deflection of a continuous wave laser beam, while the second one is an imaging schlieren arrangement. The results that are presented here are preliminary and acquired within the framework of an initial qualitative (rather than quantitative) functioning control of the arrangements. Through this the main weaknesses of the developed experimental arrangements were identified and improvements are suggested.