Littérature scientifique sur le sujet « Laser infrarosso »

The Authors present a new infrared laser device with endourethral atraumatic optic fiber capable of effectively treating patients with newly acute chronic prostatitis. Cost-benefit ratio is excellent and the method is minimally invasive.

Estudio de la evolución de flujos termocapilares inducidos con un laser IR en películas delgadas de agua para la manipulación de micro-objetos Evolution study of laser-induced thermocapillary flows for manipulation of micro-objects Johan E. Quispe y Emir Vela Departamento de Ingeniería Mecánica, Universidad de Ingeniería y tecnología - UTEC, Jr. Medrano Silva esquina con Av. Miguel Grau, Barranco DOI: https://doi.org/10.33017/RevECIPeru2015.0002/ Resumen En la actualidad, la micromanipulación ha adquirido un papel importante en el ensamblaje de microcomponentes electromecánicos, ya que hace posible manipular objetos a escala micrométrica de diferentes propiedades y formas geométricas para posteriormente realizar un ensamblado y así crear sistemas cada vez más multifuncionales. Igualmente, el campo de la medicina ha alcanzado grandes avances ya que la micromanipulación nos permite manipular células, moléculas y bio-partículas en general, para realizar estudios más profundos en lo que respecta al comportamiento de éstas. Así, se requiere de un método de micromanipulación que sea capaz de desplazar micro-objetos biológicos como componentes de una manera rápida, precisa y múltiple que permita un estudio o producción a gran escala. Los métodos preferidos a la escala micrométrica son los métodos de manipulación sin contacto, ya que éstos permiten la manipulación sin dañar y contaminar las muestras u objetos. Dentro de éstos, la utilización de microfluidos para desplazar objetos es de gran interés en la comunidad científica ya que los fluidos permiten arrastrar a los objetos según la dirección y velocidad del fluido, lo que produce una fuerza que desplaza a los micro-objetos. En este trabajo de investigación se presenta un estudio, a través de simulaciones, de la generación de flujos termocapilares en películas delgadas de un líquido como método de manipulación sin contacto. Este método se está volviendo una opción viable para desplazar objetos a esta escala debido a su alta dinámica que permite desplazar objetos a gran velocidad, y además utilizando un bajo consumo de energía para su generación. Este método consiste en establecer un pequeño gradiente de temperatura en la interface líquido-aire de una película delgada, el cual genera flujos toroidales, centrados en el foco caliente, que hacen posible el desplazamiento de los objetos en el interior del fluido, a través de una fuerza de arrastre que se establece. Este estudio nos permitió comprender cómo es la evolución temporal del flujo y cómo poder generarlos de manera controlada para lograr estrategias de manipulación eficientes y precisas. Se obtuvieron valores de velocidad del flujo del orden de para un haz laser infrarojo que genera aproximadamente 80 mW sobre la muestra. Además, existe una distancia radial con respecto al foco caliente donde sería más conveniente ubicar los objetos para manipularlos debido al perfil de velocidades que se establecen. También se demostró a través de las simulaciones que es posible establecer un tamaño de espesor de fluido para manipular objetos de un determinado tamaño. Descriptores: micromanipulación, flujo termocapilar, tensión superficial Abstract Nowadays, micromanipulation has an important role for assembly of micro-electromechanical components, because it enables to assemble very small components with different material properties and geometrical shapes in order to create complex multifunctional systems. Also, micromanipulation has contributed significantly in the field of medicine enabling manipulation of cells, molecules and bio-particles to study their behavior. Thus, a micromanipulation method that could move biological objects and microcomponents in an accurate, fast and multiple manner is needed. The preferred methods in the microscale are non-contact methods because they allow manipulating objects without damage or contamination. In this scope, microflows are very good candidates to drag micro-objects according to the flows direction and velocity, producing a drag force over the objects. In this research work, a study, through multiphysics simulations, on the thermocapillary flows generation within thin liquid layers is presented as a non-contact manipulation method. The high flows dynamics can move objects at high speed. This method consists of imaparting a very small temperature gradient at the liquid-air interface of a thin liquid layer, thus generating toroidal-shaped flows centered at the hot spot. So the objects inside the flows are dragged. This study allowed us to understand the temporal evolution of flows and how they could be generated in a controlled manner. Besides, it exists a radial distance with respect to the hot spot where is most suitable to place the objects to manipulate them at high speed due to the velocity profile. Flows speeds in the order of were obtained using an infrared laser of about 80 mW. Simulations results showed that it is possible to establish a liquid depth in order to manipulate objects with specific sizes. As a result, manipulation strategies are being carried out to accurately move objects at high speeds. Keywords: micromanipulation, thermocapillary flows, surface tension.

In questo lavoro di Tesi viene studiata la realizzazione di un sistema per la generazione di seconda armonica di una luce laser infrarossa. Il lavoro è stato svolto presso l'Univerità di Firenze nell'ambito di un esperimento di fisica atomica, nel quale viene studiato il comportamento di una miscela di atomi freddi di Potassio-Rubidio. Per la realizzazione sperimentale è richiesto l'utilizzo di un fascio laser con luce verde a 532 nm. Per ottenere questo fascio si è ricorso alla generazione di seconda armonica di un laser con luce infrarossa a 1064 nm, sfruttando le proprietà dei cristalli non lineari. Il cristallo utilizzato è un cristallo periodically poled di Tantalato di Litio, che sfrutta la tecnica del Quasi-Phasematching per generare seconda armonica. L'obiettivo principale di questo lavoro è stato quello di caratterizzare il sistema di duplicazione per poter ottimizzare la produzione del fascio verde. Infatti la produzione di seconda armonica dipende da diversi fattori sperimentali, quali la temperatura alla quale si trova il cristallo e la posizione del fuoco del fascio incidente rispetto al cristallo. Per prima cosa si sono ottimizzati i parametri del fascio infrarosso, cercando quelli per i quali la produzione di seconda armonica è maggiormente efficiente. Questo è stato effettuato caratterizzando il fascio per trovarne la posizione del fuoco e la sua larghezza. Nella seconda parte si è studiata l'efficienza di produzione di seconda armonica. La temperatura del cristallo influenza notevolmente la produzione di seconda armonica, quindi si è cercata la temperatura ottimale a cui l'efficienza di duplicazione è massima. Inoltre si è anche calcolata l'ampiezza massima delle oscillazioni di temperatura a cui è possibile sottoporre il cristallo senza uscire dalla zona in cui la duplicazione è efficiente. Per trovare la temperatura ottimale si è studiato l'andamento dell'efficienza in funzione della temperatura del cristallo. Analizzando questo andamento si sono anche verificati i coefficienti non lineari del cristallo dichiarati dal produttore.

IL’utilizzo della luce per lo studio del cervello ha principalmente riguardato lo sviluppo di tecniche di imaging, la fotonica ed i suoi principi sono state utilizzate negli ultimi anni manipolare, stimolare e studiare l’attività di cellule cerebrali. Lo scopo di questo lavoro di tesi è quello di passare in rassegna in modo critico i più recenti risultati ottenuti nella modulazione attivazione di attività di cellule neurali attraverso approcci e tecniche che prevedono l’utilizzo della luce. Le tecniche di stimolazione o modulazione mediante luce più importanti sono: l’optogenetica, l’uso di molecole fotosensibili e l’uso della radiazione infrarossa. L’optogenetica consiste nell’indurre modifiche genetiche in specifici neuroni tramite microiniezioni di vettori virali contenenti transgeni, i quali, una volta integrati nel genoma dei neuroni, andranno ad esprimere proteine fotosensibili. La tecnica che utilizza molecole fotoattive consiste principalmente nell’iniettare neurotrasmettitori legati a molecole che li rendono attivi solo sotto la stimolazione della luce. La radiazione infrarossa, che attraverso protocolli di stimolazione a differenti frequenze è in grado di indurre depolarizzazione o iperpolarizzazione neuronale, senza la necessità di modificare geneticamente o chimicamente le cellule, ma sfruttando il surriscaldamento transiente che avviene a livello della membrana cellulare Concludendo gli approcci descritti mostrano come la luce possa essere un metodo fisico innovativo non soltanto per l’imaging del cervello ma anche per la sua modulazione con elevata risoluzione spaziale e temporale, efficacia e versatilità e sicurezza. Tuttavia, l’assorbimento della luce puo’ causare effetti di fotodanneggiamento o modulazione incontrollata delle cellule. D’altra parte gli strumenti tecnologici che possano consentire di rilasciare la luce al cervello in modo controllato e guidato sono ancora limitati. In questo senso approcci ibridi di fotonica ed elettronica sono in fase di studio

Il progetto di dottorato si è concentrato sulla valutazione della possibile applicazione della laser nel trattamento del linfedema post-mastectomia e delle mucositi orali. In particolare, sono stati approfonditi degli aspetti del trattamento laser nelle patologie secondarie ai trattamenti oncologici, che hanno portato di fatto allo svolgimento di tre studi diversi. Il primo, effettuato su linee cellulari derivanti da adenocarcinoma della mammella, si è focalizzato sulla valutazione della sicurezza del trattamento laser nelle cellule tumorali. Nel secondo studio, si è valutata l’influenza del trattamento laser sulla sopravvivenza ed il potenziale infiammatorio di Candida sp. specie fungine principalmente coinvolte nella patogenesi delle mucositi orali. L’ultimo studio è stato dedicato alla valutazione gli effetti del laser sulla componente infiammatoria e sui processi di riparazione delle lesioni orali.