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Simulación del efecto Optoacústico para identificar las características físicas de la interacción de un láser pulsado con una estructura morfológica

Por: Granizo Román, Evelyn Alejandra [Autor]
Colaborador(es): Richard Pachacama Doctor [Director de Tesis] | Miguel Aquino Ingeniero [Miembro del tribunal]
Idioma: Es Editor: Ilustraciones, gráficos, tablas. Riobamba–Ecuador Acceder al recurso Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. 2015-12-019Descripción: 63 páginas. Ilustraciones, gráficos, tablas. 45 referenciasTema(s): OPTOACÚSTICA | LÁSER PULSADO | MÉTODO DE ELEMENTOS FINITOS | INTERACCIÓN DEL LÁSER | LEY DE BEER-LAMBERT | BIOFíSICA | BIOLOGIA | FÍSICAClasificación CDD: 86T00027 Recursos en línea: Acceder al recurso Resumen: El efecto optoacústico se produce como consecuencia de la interacción de un láser pulsado con una estructura, donde parte de su energía absorbida se transforma en energía térmica produciendo una variación de temperatura en la muestra, la cual varía con la misma periodicidad que lo hace la radiación incidente conduciendo a cambio de presión y a la vez la generación de ondas acústicas que pueden ser detectadas mediante un transductor ultrasónico. Mediante el software ANSYS haciendo uso del método de elementos finitos se realizaron pruebas in sílico del efecto optoacústico, tomando datos experimentales que nos permitieron aproximar los resultados a la realidad representada por la interacción de un haz laser con un elemento biológico. Para este análisis se utilizó agua como medio acuoso contenido en una cubeta de propiedades ópticas despreciables, una fuente de luz láser a 1064 nm de longitud de onda, con un tiempo de pulso de 10 ns (τ_p), y energía por pulso de 20 μJ (E0). El área de radiación de 1 mm (rspot), esta estructura está relacionada directamente con el contenido de agua en el cuerpo humano. Con base en los principios básicos de óptica se estableció la relación de las condiciones iniciales y finales del láser como una intensidad inicial I_0= 2000 W y una intensidad final I=1131.051 W consecuencia de la energía absorbida E_abs=8.690 μJ donde parte de esta se transformó en energía térmica E_th=2.803 x 〖10〗^(-5) J/〖cm〗^3 . De estas simulaciones se han conseguido resultados de confinamiento térmico en el orden de 6.699 x 〖10〗^(-3) °C que en consecuencia genera una variación de presión en el medio con magnitud medible en el rango de 5.606 x 〖10〗^(-3) Pa. La optoacústica constituye un campo de conocimiento en expansión donde la ciencia y la tecnología interactúan permanentemente por lo que el entendimiento del principio de generación optoacústica resulta ser importante para potencializar sus aplicaciones como en espectroscopía, análisis de propiedades termoelásticas de la materia, microscopía, imágenes, estudio de procesos de desactivación de estados, entre otras.
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Tesis Tesis Unidad Documental Centro de Documentación
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86T00027 UDCTFC (Navegar estantería) Disponible UDCD16055167
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Biofísica

El efecto optoacústico se produce como consecuencia de la interacción de un láser pulsado con una estructura, donde parte de su energía absorbida se transforma en energía térmica produciendo una variación de temperatura en la muestra, la cual varía con la misma periodicidad que lo hace la radiación incidente conduciendo a cambio de presión y a la vez la generación de ondas acústicas que pueden ser detectadas mediante un transductor ultrasónico. Mediante el software ANSYS haciendo uso del método de elementos finitos se realizaron pruebas in sílico del efecto optoacústico, tomando datos experimentales que nos permitieron aproximar los resultados a la realidad representada por la interacción de un haz laser con un elemento biológico. Para este análisis se utilizó agua como medio acuoso contenido en una cubeta de propiedades ópticas despreciables, una fuente de luz láser a 1064 nm de longitud de onda, con un tiempo de pulso de 10 ns (τ_p), y energía por pulso de 20 μJ (E0). El área de radiación de 1 mm (rspot), esta estructura está relacionada directamente con el contenido de agua en el cuerpo humano. Con base en los principios básicos de óptica se estableció la relación de las condiciones iniciales y finales del láser como una intensidad inicial I_0= 2000 W y una intensidad final I=1131.051 W consecuencia de la energía absorbida E_abs=8.690 μJ donde parte de esta se transformó en energía térmica E_th=2.803 x 〖10〗^(-5) J/〖cm〗^3 . De estas simulaciones se han conseguido resultados de confinamiento térmico en el orden de 6.699 x 〖10〗^(-3) °C que en consecuencia genera una variación de presión en el medio con magnitud medible en el rango de 5.606 x 〖10〗^(-3) Pa. La optoacústica constituye un campo de conocimiento en expansión donde la ciencia y la tecnología interactúan permanentemente por lo que el entendimiento del principio de generación optoacústica resulta ser importante para potencializar sus aplicaciones como en espectroscopía, análisis de propiedades termoelásticas de la materia, microscopía, imágenes, estudio de procesos de desactivación de estados, entre otras.

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