اپتیک، لیزر و طیف سنجی

منابع لیزری پیشرفته، اپتیک غیرخطی و طیف‌سنجی

اپتیک غیرخطی اعمال می شود

تداخل سنجی اتمی

طیف سنجی لیزری اتمی و مولکولی

بیوفوتونیک و نانوفوتونیک

اتم ها و مولکول های سرد

برخوردهای سرد و مولکولهای سرد

گازهای منحط، BECها، فرمیون های سرد

تقویت کننده های فیبر، لیزرها، حسگرها و دستگاه ها

مبانی اپتیک غیرخطی

فناوری لیزر با توان بالا و فیزیک چگالی انرژی بالا

لیزرهای پرانرژی و میدان بالا

فیزیک و علوم اتمی

اپتیک اطلاعات، ذخیره سازی نوری و نمایشگرها

فناوری مادون قرمز و THz و Astrophotonics

اپتیک موج یکپارچه و هدایت شده و اپتیک لایه نازک

کنترل پرتو لیزر

شیمی لیزر، بیوفوتونیک و کاربردها

خنک کننده و به دام انداختن لیزر

مترولوژی لیزری و سنجش از دور

پردازش لیزر، میکروساخت لیزر و کاربردهای صنعتی

برنامه های کاربردی که طیف سنجی لیزری را فعال می کند

لیزر در علم و مهندسی

فناوری های ارتباطی موج نور

فرامواد و رسانه های پیچیده

نانو اپتیک و پلاسمونیک

نانو فوتونیک

اپتیک غیرخطی و پدیده های بدیع

فوتونیک غیرخطی و فرامواد

کاربردهای جدید طیف‌سنجی لیزری

ارتباطات نوری و شبکه

برهمکنش های نوری با ماده متراکم و پدیده های فوق سریع

اندازه گیری های دقیق و تست های بنیادی

طیف سنجی دقیق و مترولوژی

لیزر نقطه کوانتومی

دستگاه های نیمه هادی و الکترواپتیک

استفاده از انرژی خورشیدی

لیزر حالت جامد و سایر لیزرها و مواد لیزری

تست های طیف سنجی فیزیک بنیادی

علم لیزر فوق سریع

اپتیک فوق سریع و فوتونیک

طیف سنجی فوق سریع، شانه های نوری، اتم ها در میدان های بالا

کاربردهای طیف سنجی لیزری پلاسما

پلاسمای ناشی از لیزر

طیف سنجی اتمی

طیف سنجی مولکولی

طیف سنجی با تفکیک زمانی

تعیین پارامترهای پلاسما

تشخیص پلاسما با نانوذرات افزایش یافته است

کاربردهای اخترفیزیکی

مدل سازی پدیده های پلاسما نظری

تشخیص پلاسما بسیار کوتاه

ابلیشن با لیزر

طیف سنجی شکست ناشی از لیزر

امواج شوک

دینامیک پلاسما

شیمی تجزیه پلاسما

علم، مهندسی و فناوری احتراق

همجوشی محصور کننده اینرسی (ICF)

تصویری از دو طرح همجوشی محصور کننده اینرسی (ICF) که به رژیم پلاسمای سوزان می رسند. سمت چپ: سیلندر HYBRID-E به طور مؤثری از انتقال انرژی پرتو متقاطع (CBET) برای کنترل تقارن انفجار استفاده کرد زیرا کپسول حاوی سوخت همجوشی نسبت به اندازه حفره تشعشع یا hohlraum بزرگتر شد. سمت راست: hohlraum شکل I-Raum «جیب‌هایی» را اضافه می‌کند تا دیوار (و موادی که مانع انتشار پرتو لیزر می‌شود) را از کپسول دور کند و تقارن انفجار را از طریق ترکیبی از هندسه و CBET کنترل کند.

پلاسما چیست؟

پلاسما چیست؟

به طور خلاصه: پلاسما تغییر در وضعیت ماده تحت منبع انرژی است: جامد ⇒ مایع ⇒ گاز ⇒ پلاسما

اگر انرژی به طور مداوم به ماده ای عرضه شود، دمای آن افزایش می یابد و از حالت جامد به مایع به حالت گاز تبدیل می شود. اگر تامین انرژی ادامه یابد، پوسته اتمی موجود شکسته می شود و ذرات باردار (الکترون های با بار منفی و یون های با بار مثبت) تشکیل می شوند. این مخلوط را پلاسما یا "حالت چهارم ماده" می نامند.

به طور خلاصه: پلاسما تغییر در وضعیت ماده تحت تامین انرژی است:

جامد ⇒ مایع ⇒ گاز ⇒ پلاسما

در طبیعت، پلاسما به صورت رعد و برق، نورهای قطبی، شعله های آتش و خورشید وجود دارد. پلاسمای ساخته شده مصنوعی، از جمله، از لوله نئون، از جوشکاری و از چراغ قوه شناخته شده است.

پلاسما در مناطقی استفاده می شود که اتصال مواد یا تغییر خواص سطحی آنها به صورت هدفمند مهم است. طیف گسترده ای از سطوح را می توان با این فناوری آینده نگر تغییر داد. بنابراین برنامه های کاربردی زیادی وجود دارد:

تمیز کردن دقیق اجزای کوچک و میکرو

فعال سازی قطعات پلاستیکی قبل از چسباندن، رنگ آمیزی و ...

اچ کردن و حذف جزئی مواد مختلف مانند PTFE، مقاوم به نور و غیره.

پوشش قطعات با لایه‌های PTFE مانند، لایه‌های مانع، لایه‌های آبگریز یا آب‌دوست، لایه‌های کاهنده اصطکاک و غیره.

فناوری پلاسما در حال حاضر تقریباً در تمام مناطق صنعتی جا افتاده است. برنامه های جدید به طور مداوم اضافه می شوند.

گروه آموزشی مهندس شکوفه ساتری

پلاسما

گاز یونیزه شده متشکل از یون های مثبت و الکترون های آزاد به نسبت هایی که منجر به کم و بیش بدون بار الکتریکی کلی می شود.

ترشحات کرونا

کاربردهای پلاسما

سیستم های پلاسما

سیستم های پلاسمای کم فشار

گاز پلاسما چیست؟

پلاسمای اتمسفر در مقابل پلاسمای کم فشار

پلاسمای القایی

پلاسمای نیتروژن

چگالی پلاسما چیست؟

درمان های پلاسما و تاریخچه پلاسما

عملکرد پلاسما

پلاسمای آرگون

پراکسید هیدروژن پلاسما

فرکانس پلاسما

ژنراتور پلاسما

هیدروژن (H2) پلاسما

پلاسما چیست؟

مقدمه ای بر فیزیک اتمی در پلاسما

این فصل مقدماتی مروری بر فرآیندهای مختلف فیزیک اتمی ابتدایی و ویژگی‌های کلی فرآیندهای تشعشعی ارائه می‌کند. رابطه متقابل بین تشعشع و ماده در چارچوب تله گذاری تشعشع و تئوری انتقال تشعشع مورد بحث قرار می گیرد. رویکردهای تحلیلی ساده، اما کارآمد برای بحث در مورد اثرات اصلی کدورت و حرکت پلاسما دیفرانسیل بر توزیع طیفی ارائه شده‌اند. توجه ویژه ای به حالت های خودیونیزاسیون همراه با تئوری فانو مربوطه و انتشار ماهواره دی الکترونیکی می شود. ویژگی‌های جدیدی مانند تجمع ماهواره‌ای دی‌الکترونیک، نوترکیب سه جسمی گذرا، گسترش استارک، اثرات تداخل غیرخطی، و ویژگی‌های فضایی همراه با بسیاری از داده‌های تجربی و کاربردهای طیف‌سنجی مورد بحث قرار گرفته‌اند. در نهایت، تابش اشعه ایکس یون توخالی از حالت‌های خودیونیزان ارائه شده است که هنوز در پلاسمای پینچ Z با جریان بالا و پلاسمای متراکم تولید شده با لیزر یک معما است.

پلاسما تطبیقی و یادگیری ماشین

جت‌های پلاسمای اتمسفری سرد (CAP) ترکیبی منحصربفرد از گونه‌های فعال اکسیژن، گونه‌های فعال نیتروژن، فوتون‌ها و میدان‌های الکتریکی را ارائه می‌کنند که ویژگی‌های مطلوبی را برای راه‌اندازی مسیر مرگ سلولی به‌طور انتخابی برای سلول‌های سرطانی نشان می‌دهند. با این حال، اثرات CAP بر سلول‌های سرطانی بسته به نوع خاصی از سلول‌های سرطانی تحت درمان و همچنین ویژگی‌های مختلف جت پلاسما، مانند ترکیب گاز، ولتاژ تخلیه و مدت زمان درمان، به طور قابل‌توجهی متفاوت است. از سوی دیگر، هوش مصنوعی قابلیت های قابل توجهی در تصمیم گیری در شرایط عدم قطعیت نشان داده است. پلاسمای تطبیقی ​​در ارتباط با هوش مصنوعی می‌تواند به پیشرفت‌هایی در درمان‌های مستقل و شخصی‌شده سرطان منجر شود. این فصل مدل‌سازی ریاضی درمان سرطان با  پلاسما را ارائه می‌کند و نتایج اخیر در پلاسمای یادگیری تطبیقی ​​را خلاصه می‌کند.

کلید واژه ها

مدل کنترل پیش بینی

 فراگیری ماشین

 یادگیری تقویتی

 استرس اکسیداتیو توقف چرخه سلولی کنترل یادگیری تطبیقی ​​با فرآیند گاوسی

منابع پلاسمای اتمسفری سرد برای کاربردهای سرطان و تشخیص آنها

به طور کلی، پلاسمای مورد استفاده برای درمان سرطان می تواند در حالت فشار اتمسفر در محیط هوای محیط با تزریق انواع دیگر گازها مانند He، Ar، نیتروژن، مولکول های آب و مخلوط آنها برای کاربردهای مناسب تولید شود. این پلاسما باید دارای ویژگی‌های ایمنی زیر برای درمان سرطان باشد، مانند ویژگی‌های دمای غیرحرارتی یا سرد (کمتر از 40 درجه سانتی‌گراد)، جریان‌های نشتی الکتریکی کم به پوست (کمتر از 100 واحد آمپر) بدون شوک الکتریکی، و میزان تولید ازن کم (کمتر از 0.05 ppm) برای ایمنی تنفس. این نوع پلاسما به عنوان "پلاسمای فشار جوی غیرحرارتی (NAPP)" یا "پلاسمای زیست سازگار غیر گرمایی (NBP)" یا "پلاسمای فشار اتمسفر سرد (CAP)" نامیده می شود. علاوه بر این، این پلاسما باید برای آزمایش بالینی آسان باشد.

این فصل دستگاه های پلاسمایی خاص برای کاربرد سرطان و تشخیص آنها را توضیح می دهد.

کلید واژه ها

جت پلاسما نرم

 دماهای چرخشی و ارتعاشی

گونه های رادیکال

فتولیز UV

عملیات تخلیه سد دی الکتریک

عملیات تخلیه سد دی الکتریک

تخلیه سد دی الکتریک اولین وسیله ای بود که برای تولید پلاسمای پراکنده فشار اتمسفر با حجم زیاد استفاده شد. چندین دهه استفاده باعث درک و بهبود عملکرد آن شد [4، 5، 6، 15، 16، 17، 18، 19، 20، 21، 22، 23]. DBD ها از مواد دی الکتریک مانند شیشه یا آلومینا برای پوشش حداقل یکی از دو الکترود استفاده می کنند. الکترودها توسط ولتاژهای بالا (چند کیلو ولت) در فرکانس های محدوده کیلوهرتز تغذیه می شوند. پلاسمای تولید شده توسط DBD ها می تواند برای پردازش سطح، به عنوان محرک های کنترل جریان و برای تولید ازن استفاده شود [16، 24، 25]. از اواسط دهه 1990 که گزارش شد پلاسمای سرد تولید شده توسط DBD ها باکتری ها را به طور موثر غیرفعال می کند، DBD ها نیز به طور گسترده برای کاربردهای زیست پزشکی مورد استفاده قرار گرفته اند [11، 12، 13، 14].

DBD ها را می توان در پیکربندی های هندسی مختلف طراحی کرد. شکل 2.1 تعدادی از آنها را نشان می دهد.

بررسی منابع پلاسمای فشار اتمسفر سرد برای کاربردهای سرطان

پلاسمای سرد شرایط انرژی غیرتعادلی را نشان می دهد که در آن الکترون ها انرژی بالایی دارند در حالی که ذرات سنگین (یون ها و خنثی) انرژی پایینی دارند. به این ترتیب، پلاسمایی که ضعیف یونیزه می شود، می تواند دمای نسبتاً پایینی داشته باشد، به اندازه دمای اتاق. منابع اصلی مورد بحث در اینجا تخلیه سد دی الکتریک (DBD)، تخلیه سد مقاومتی (RBD) و جت های پلاسمای فشار اتمسفر غیرتعادلی (N-APPJs) هستند. همه این منابع امکان تولید گونه‌های واکنش‌پذیر مانند گونه‌های اکسیژن فعال (ROS) و گونه‌های نیتروژن فعال (RNS) را فراهم می‌کنند، که اعتقاد بر این است که نقش کلیدی در تعامل پلاسمای سرد با سلول‌ها و بافت‌ها دارند. علاوه بر این، گونه های باردار و میدان های الکتریکی نسبتاً زیاد تولید شده توسط این منابع می توانند در برخی از اثرات بیولوژیکی دخیل باشند.