مدلسازی نانومقیاس روش LIB با استفاده از دیدگاه کوانتوم-فوتونیک و شبیه‌سازی پدیده یونیزاسیون چند فوتونی (MPI)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه فیزیک،دانشگاه آزاد اسلامی، سنندج، ایران

چکیده

هدف از این مقاله، بدست آوردن آستانه ­ی شدت لیزر تابشی برای سوزاندن بافت انسان و همچنین شبیه سازی و استخراج نمودارهای مربوط به پدیده یونش چند فوتونی ناشی از تابش نور لیزر بر آب موجود در بافت زنده است که کاربردهای فراوانی منجمله در علم پزشکی دارد. از آنجایی که اکثر بافت انسان را آب تشکیل میدهد، لذا ماده ی هدف را آب در نظر می‌گیریم. برای شبیه‌سازی اثرات برخورد نور لیزر به سطح بدن از تئوری "کوانتوم فوتونیک" استفاده می‌کنیم. در هنگام شبیه‌سازی فوتون‌ها از درون لایه‌های متفاوت عبور می‌کنند. برای هر لایه احتمال جذب فوتون، یونش مولکولی و تجزیه مولکولی برای هر لایه را به صورت مفصل بررسی می‌کنیم و مراحل برای 10 لایه تکرار شده و در هر لایه درصد اتم های یونیزه شده تعیین شده است .با توجه به مقادیر به دست آمده نتیجه می­گیریم میزان shielding به شدت تابش فرودی وابسته است و هر چه شدت تابش بیشتر باشد درصد یونش در لایه اول بیشتر بوده و سهم لایه ­های بعد کمتر خواهد شد و همچنین با آزاد کردن مولکول‌های الکترون‌های آزاد، آن‌ها یک سپر پلاسمای محافظ را تشکیل می‌دهند که از انتقال تابش جلوگیری می‌کند. یک رابطه مستقیم بین شدت تابش لیزر و سپر پلاسما وجود دارد، به این معنی که، شدت بالاتر لیزر باعث محافظت بیشتر پلاسما و نفوذ کم‌تر فوتون‌ها به لایه‌های پایین‌تر می‌شود. نتیجه کاربردی پژوهش این است که راه را برای استفاده در کاربردهای پزشکی بر روی بافت بدن انسان در دنیای واقعی هموار می ­کند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Nanoscale modeling of LIB method using quantum-photonic perspective and simulation of multi-photon ionization (MPI)

نویسندگان [English]

  • ali aghamohamadi
  • gholamreza aghakhani
  • erfan lotfi
Physics Department.Islamic Azad university.Sanandaj.Iran
چکیده [English]

The purpose of this paper is to obtain the threshold intensity of laser radiation for burning human tissue and also to simulate and extract graphs related to the phenomenon of multi-photon ionization caused by laser light irradiation on water in living tissue, which has many applications including medical science. Since most human tissue is made up of water, we consider water to be the target substance. To simulate the effects of laser light hitting the surface of the body, we use the "quantum photonic" theory. During simulation, photons pass through different layers. For each layer, we examine in detail the possibility of photon absorption, molecular ionization and molecular decomposition for each layer.We repeat the steps mentioned in the article for 10 layers and in each layer the percentage of ionized atoms is determined.Then, according to the obtained results, we will conclude about the intensity of radiation and the percentage of ionization.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Multiphoton ionization
  • Laser Inducted breakdown
  • Quantum photonic theory