A laser probe measurement of cavitation bubble dynamics improved by shock wave detection and compared to shadow photography

Petkovšek, Rok; Gregorčič, Peter

doi:10.1063/1.2774000

Cited by 105 publications

(83 citation statements)

References 41 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Additionally, the bubble's oscillation inside the root canal is approximately 250 % longer than in unconstrained space due to friction loss caused by increased fluid velocity between the cavitation bubble and the canal surfaces. The shock wave that typically follows the bubble's collapse [8,12] is also absent. Fig.…”

Section: Water Vorticity Measuring Setupmentioning

confidence: 99%

Optodynamic Phenomena During Laser-Activated Irrigation Within Root Canals

2016

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Laser-activated irrigation is a powerful endodontic treatment for smear layer, bacteria, and debris removal from the root canal. In this study, we use shadow photography and the laser-beam-transmission probe to examine the dynamics of laserinduced vapor bubbles inside a root canal model and compare ultrasonic needle irrigation to the laser method. Results confirm important phenomenological differences in the two endodontic methods with the laser method resulting in much deeper irrigation. Observations of simulated debris particles show liquid vorticity effects which in our opinion represents the major cleaning mechanism.

show abstract

Section: Water Vorticity Measuring Setupmentioning

confidence: 99%

Optodynamic Phenomena During Laser-Activated Irrigation Within Root Canals

2016

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…As is known well, collapsing bubbles emit strong pressure pulses upon rebounding. [38][39][40][41] The second and the following peaks in the wall vibration are due to this bubble-emitted pressure wave. In what follows, we focus our attention only on the first peak to discuss the effects of dispersed microbubbles on the highrising-rate pressure waves.…”

Section: )mentioning

confidence: 99%

Mitigation Technologies for Damage Induced by Pressure Waves in High-Power Mercury Spallation Neutron Sources (III)—Consideration of the Effect of Microbubbles on Pressure Wave Propagation through a Water Test—

Naoe¹,

Kogawa²,

Futakawa³

et al. 2011

Journal of Nuclear Science and Technology

View full text Add to dashboard Cite

The effects of microbubbles dispersed in a liquid on a high-rising-rate pressure wave were experimentally investigated with water. Intense, high-rising-rate pressure waves with a rise time of about 1.5 ms were produced by a spark discharge in water, and gas microbubbles were produced by two different bubble generators. Particular attention was focused on the attenuation effect of microbubbles on propagating pressure waves. The dependence of the attenuation effect on the radius and void fraction of the microbubbles was carefully examined. It was found that when the microbubbles are sufficiently small (e.g., about 50 mm in peak radius), the amplitude of wall vibration induced by the spark-induced pressure wave is dramatically decreased with an increase in void fraction. The present study provides strong experimental evidence that microbubbles can act as a strong absorber for high-rising-rate pressure waves as recently predicted numerically.

show abstract

“…В последнее время кроме регистрации акустического сигнала для детектирования со-провождающих лазерное воздействие процессов довольно часто применяются метод высоко-скоростной видеосъемки [3,21,22] и метод оптического зондирования (beam-deflection probe) [23][24][25][26]. Для получения наиболее широкого представления о возбуждаемых лазерным излу-чением процессах в биологических тканях и жидкостях целесообразно совместное использо-вание этих трех методов.…”

unclassified

Study of hydrodynamic processes in liquids under the influence of powerful microsecond Yb,Er:Glass laser pulses

Беликов¹,

Gagarsky²,

Sergeev³

et al. 2017

Izv. vysš. učebn. zaved., Priborostr.

View full text Add to dashboard Cite

Представлены результаты исследования гидродинамических процессов, возбу-ждаемых в жидкости импульсами излучения Yb,Er:Glass-лазера с длиной волны 1,54 мкм, энергией 100±5 мДж и длительностью в единицы микросекунд. С целью получения объективного и полного представления о возбуждаемых в жидкости под воздействием лазерного излучения процессах в исследовании ис-пользовались методы регистрации акустического сигнала, оптического зонди-рования и высокоскоростной видеосъемки. Установлена корреляция между полученными с помощью этих методов данными. Анализ полученных изображе-ний и осциллограмм показал, что импульсы лазерного излучения, доставленные в физиологический раствор через кварц-кварцевое оптическое волокно с диамет-ром сердцевины 470 мкм, возбуждают в растворе термоупругие волны, а также вызывают образование парогазовой полости (пузыря). Установлено, что изме-нение оптических свойств жидкости под воздействием излучения Yb,Er:Glass-лазера связано в основном с образованием пузыря. Показано, что стадия роста парогазовой полости начинается через 5-10 мкс после начала адиабатического воздействия лазерного импульса. Полость достигает максимального размера (3 мм в диаметре) спустя в среднем 140 мкс, а затем схлопывается до критиче-ского размера (около 0,5 мм) за 120 мкс и отделяется от поверхности торца оп-тического волокна. Полученные данные могут быть полезны при оптимизации временных и энергетических параметров лазерного излучения для задач лазер-ной обработки погруженных в жидкость объектов, в том числе при эффектив-ном и безопасном воздействии на биологические объекты. Ключевые слова: Yb,Er:Glass-лазер, микросекундные импульсы, гидродинами-ка, оптическое зондирование, акустический сигнал, высокоскоростная видео-съемкаВведение. Излучение лазеров ближнего и среднего инфракрасного диапазона широко используется в науке, технике и медицине [1,2]. Развитие лазеров стимулирует проведение новых исследований, позволяющих лучше понять особенности взаимодействия лазерного из-лучения с веществом, в том числе с биотканями, биологическими жидкостями и водой как основным компонентом мягких биотканей [2].Воздействие интенсивного лазерного излучения ближнего и среднего инфракрасного диапазона длин волн на мягкие биоткани и биологические жидкости в ряде случаев вызывает генерацию акустических волн и гидродинамические процессы, что может приводить к раз-рушению тканей [3], стимулировать вынос продуктов разрушения из зоны обработки, влиять на эффективность разрушения, например, за счет формирования парогазовой полости, изме-няющей строение и оптические свойства среды в зоне обработки [4] и т.д.Особый интерес представляют лазеры с длиной волны 1,4-1,8 мкм, этот диапазон при-нято называть безопасным для глаз [5]. Излучение этих лазеров эффективно поглощается во-дой и в основном используется в дальнометрии [5] и офтальмологии [6][7][8][9][10]. В дальнометрии нашли применение лазеры, работающие в режиме модуляции добротности, излучающие короткие лазерные импульсы (от единиц до десятков наносекунд) [11]. В офтальмологии

show abstract

A laser probe measurement of cavitation bubble dynamics improved by shock wave detection and compared to shadow photography

Abstract: Shock waves and cavitation effects in aqueous media induced by ultrafast laser pulses AIP Conf.Inertial cavitation and associated acoustic emission produced during electrohydraulic shock wave lithotripsy

Cited by 105 publications

References 41 publications

Optodynamic Phenomena During Laser-Activated Irrigation Within Root Canals

Optodynamic Phenomena During Laser-Activated Irrigation Within Root Canals

Mitigation Technologies for Damage Induced by Pressure Waves in High-Power Mercury Spallation Neutron Sources (III)—Consideration of the Effect of Microbubbles on Pressure Wave Propagation through a Water Test—

Study of hydrodynamic processes in liquids under the influence of powerful microsecond Yb,Er:Glass laser pulses

Contact Info

Product

Resources

About