ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ЛАЗЕРНИХ МЕДИЧНИХ ПРИЛАДІВ З ВОЛОКОННО-ОПТИЧНИМИ СВІТЛОВОДАМИ В УМОВАХ ЗОВНІШНІХ ТЕРМІЧНИХ ДІЙ
DOI:
https://doi.org/10.20535/1970.66(2).2023.294977Ключові слова:
лазерні медичні прилади, оптичне скло, електронний промінь, термічний впливАнотація
Дослідження впливу керованих параметрів електронного променю (густини теплового впливу Fn та швидкості переміщення (сканування) вздовж оброблюваної поверхні V) на такі важливі параметри якості торцевих поверхонь світловодів, як їх чистота та мікрошорсткість, що надають суттєвий вплив на коефіцієнт пропускання ІЧ-випромінювання kl, нині обмежені. Тому метою даної роботи є встановлення закономірностей впливу керованих параметрів електронного променю, визначення оптимальних діапазонів їх застосування, які не призводять до руйнування оброблюваних торцевих поверхонь світловодів з оптичного скла (К8, БК10) та максимально збільшують коефіцієнт ІЧ-пропускання шляхом зростання їх чистоти та зменшення мікрошорсткості, що дозволяє підвищувати ефективність приладів в умовах зовнішніх термічних дій.
Дослідження термічної дії електронного променю на елементи з оптичного скла були проведені на спеціалізовану електронно-променеву обладнанні, захищеному патентами України. Для проведення експериментальних досліджень використовувались сучасні методи фізико-хімічного аналізу. Отримані експериментальні дані оброблювались в режимі діалогу та реального часу на ПК з використанням сучасних методів математичної
статистики та стандартних прикладних програм, при цьому відносна похибка вимірювання розглядуваних параметрів не перевищує 5…7 %.
Проведено експериментальні дослідження та встановлено оптимальні діапазони зміни параметрів електронного променю (густина теплової дії Fn = 3∙106…7∙108 Вт/м2; швидкості сканування V = 6∙10-3…4∙10-2 м/с), в межах яких спостерігається найбільш істотне покращення параметрів якості оброблюваних торцевих поверхонь світловодів (підвищення чистоти поверхонь та зменшення їх мікрошорсткості), що призводить до збільшення спектрального коєфіцієнта пропускання ІЧ-випромінювання. В результаті зростає гранично допустима дальність розповсюдження лазерного випромінювання у світловодах та забезпечує більш якісну діагностику, терапевтичне та хірургічне лікування, що сприяє підвищенню ефективності лазерних медичних приладів, особливо, при їх експлуатації з врахуванням зовнішніх термічних дій.
Посилання
Lazerna khirurhiya. Materialy naukovo- praktychnoyi konferentsiyi «Aktualʹni pytannya zastosuvannya lazeriv v medytsyni – 2020» (30- 31 zhovtnya 2020 r.); ukl. V. V. Kholin, A. V. Korunetsʹ. Cherkasy, Ukrayina: Vertykalʹ, vydavetsʹ S. H. Kandych, 2021 (in Ukrainian)
Suchasni aspekty lazernoyi terapiyi. V. D. Popov, Red. Cherkasy, Ukrayina: Vertykalʹ, 2012. (in Ukrainian)
I. V. Yatsenko, S. V. Antonyuk, V. A. Vaschenko, V. V. Tsybulin, “Prevent Potential Destruction of the Optical Elements of Precision Instrumentation to External Thermo-influences”,
J. Nano- Electron. Phys., vol. 8, no.1, 01027, 2016. DOI: 10.21272/jnep.8(1).01027.
Eksperymentalʹni i klinichni aspekty fotodynamichnoyi terapiyi. Materialy mizhnarodnoho naukovo-praktychnoho semynaru (15-16 bereznya 2013 r.). Cherkasy, Ukrayina: Vertykalʹ, vy- davetsʹ S.H. Kandych, 2013. (in Ukrainian)
V. A. Vashchenko, D. I. Kotel'nikov, YU. G. Lega, D. M. Krasnov, I. V. Yatsenko, O. V. Kirichenko, Teplovyye protsessy pri elektronnoy obrabotke opticheskikh materialov i ekspluatatsii izdeliy na ikh osnove. Monografíya. Kií̈v, Ukraí̈na: Naukova dumka, 2006 (in Russian)
Handbook of Optical Engineering, Ed. Daniel Malacara. CRC Press, 2020
V. A. Vashchenko, I. V. Yatsenko, YU. H. Leha, O. V. Kyrychenko, Osnovy elektronnoyi obrobky vy- robiv z optychnykh materialiv. Monohrafiya. Kyyiv, Ukrayina: Naukova dumka, 2011 (in Ukrainian)
I. V. Yatsenko, “Experimental and statistical models of impact determination of the electron beam parameters on surface layers properties of optical elements in precision instruments building”, Pratsi. Odes’kyi politechnichnyi unyversytet, Issue 1(48), pp. 63-69, 2016
I. V. Yatsenko, V. S. Antonyuk, V. I. Gordienko, O. V. Kiritchenko, V. A. Vaschenko, “The Increase in the Probability of Failure-Free Operation of the IR-Devices Homing and Tracking by the of Electron Beam Processing of Optical Fairings on the Areas”, J. Nano- Electron. Phys., vol. 10, no. 4, 04028, 2018. DOI: 10.21272/jnep.10(4).04028
I. V. Yatsenko, V. P. Maslov, V. S. Antonyuk, V. A. Vashchenko, O. V. Kirichenko, K. M., “Electron Beam Technology in Optoelectronic Instrumentation: High-quality Curved Surfaces and Microprofile Creation in Different Geometric Shapes”, J. Nano- Electron. Phys., vol. 13, no. 4, 04034, 2021. DOI: 10.21272/jnep.13(4).04034
Handbook of Optical Materials, Marvin J. Weber, Ed. Boca Raton, Florida: CRC Press, 2003.
Processing, Properties, and Applications of Glass and Optical Materials. Arun K. Varshneya and Helmut A. Schaeffer, Eds. John Wiley and Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, 2012.
V. A. Vashchenko, I. V. Yatsenko, Yu. I. Kovalenko, V. P. Kladko, O. Yo. Gudymenko, P. M. Lytvyn, A. A. Korchovyi, S. V. Mamykin, O. S. Kondratenko, V. P. Maslov, H.V. Dorozinska, G.V. Dorozinsky, “Effect of electron-beam treatment of sensor glass substrates for SPR devices on their metrological characteristics”, SPQEO, 22, no 4, pp. 444 – 451, 2019.
I. V. Yatsenko, S. V. Antonyuk, V. I. Gordienko, V. A. Vaschenko, “Determining the Critical Parameters of the Electron Beam with Surface Melting of the Optical Elements of Precision Instrumentation”, J. Nano- Electron. Phys., vol. 9, no. 1, 01010, 2017. DOI:10.21272/jnep.9(1).01010
I. V. Yatsenko, V. S. Antonyuk, V. А. Vashchenko, V. I. Gordienko, S. О. Kolinko, Т. І. Butenko, “Determination of Optimal Modes of Electron-Beam Micro-Treatment of Surfaces in Optic Elements”, J. Nano- Electron. Phys., vol. 14, no. 4, 04012, 2022. DOI:10.21272/jnep.14(4).04012
V. A. Vashchenko, V. S. Antonyuk, H. S. Tymchyk ta in., Osnovy teploperenesennya v elementakh optychnoho pryladobuduvannya. Navch. posibnyk, Kyyiv, Ukrayina: NTUU “KPI” 2012 (in Ukrainian)
H. V. Kanashevych, YU. I. Kovalenko, M. O. Bon- darenko, V. A. Vashchenko, V. P. Boyko, M. P. Rudʹ, I. V. Yatsenko, “Prystriy dlya elektronno- promenevoho poliruvannya vyrobiv”. Patent Ukrayiny № 4177, opubl. 17.01.2005, byul. № 1 (in Ukrainian)
H. V. Kanashevych, M. O. Bondarenko, M. P. Rudʹ, V. A. Vashchenko, I. V. Yatsenko, “Prystriy dlya elektronno-promenevoyi obrobky vyrobiv”, Patent Ukrayiny № 4752, opubl. 15.02.2005, byul. № 2 (in Ukrainian)
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 CC BY 4.0
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Авторське право на публікацію залишається за авторами.
Автори можуть використовувати власні матеріали в інших публікаціях за умови посилання на збірник наукових праць "Вісник Київського політехнічного інституту. Серія ПРИЛАДОБУДУВАННЯ" як на перше місце видання та на Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» як на видавця.
Автори публікують свої статті в збірнику на умовах ліцензії Creative Commons:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії CC BY 4.0, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на динаміці цитування опублікованої роботи.
Видавець (КПІ ім. Ігоря Сікорського) має право за будь-якого використання цього видання зазначати своє ім'я або вимагати такого зазначення.
Редакційна колегія залишає за собою право розміщувати опубліковані в збірнику статті в різних інформаційних базах для надання відкритого доступу до матеріалів з метою популяризації наукових досліджень та підвищення цитованості авторів.
