72
Фурье−образа акустического отклика среды нужно знать Фурье−образ
(спектр) передаточной функции и лазерного импульса.
На рис. 9.5 приведены Фурье−спектры акустических сигналов,
возникающих при лазерной обработке поверхности эмали и дентина без
принудительного водяного орошения. На рис. 9.6 представлены аналогичные
спектры, но уже при использовании водяного орошения. Видно, что
Фурье−спектры лазер−
индуцированных акустических сигналов от эмали и
дентина локализованы в области 10÷150 кГц. Наибольшие же отличия в
спектрах эмали и дентина наблюдаются в диапазоне 50÷150 кГц. Так, если
для эмали и дентина энергии низкочастотной компоненты (0,001÷50 кГц)
практически совпадают, то в высокочастотной области (50÷150 кГц) энергии
акустического сигнала от эмали и дентина
могут различаться на порядок.
Применение водяного орошения приводит к увеличению числа
гармоник в регистрируемом акустическом сигнале, что приводит
к возрастанию полной (т.е. во всём доступном для регистрации спектральном
и временном диапазонах) энергии акустического сигнала. В ряде случаев
анализ полной акустической энергии от орошённых водой эмали и дентина
не позволяет
отличить одну ткань от другой. Необходимо отметить, что
приведённые Фурье−спектры соответствуют акустическому сигналу,
вызванному первым лазерным импульсом, падающим на поверхность зубной
ткани.
На рис. 9.7 приведена зависимость величины полной энергии
акустической волны от количества одноместно приложенных к биоткани
лазерных импульсов.
Видно, что с ростом числа лазерных импульсов полная акустическая
энергия от
неорошаемых водой эмали и дентина линейно уменьшается, что
может быть, во−первых, связано с экранированием акустического сигнала
стенками увеличивающейся при воздействии каждого нового импульса
лазерной полости, а во−вторых, − с ростом диаметра источника звука.
Картина резко изменяется при наличии водяного орошения. В этом
случае рост числа лазерных импульсов, воздействующих
в одну точку
образца, приводит к нелинейному возрастанию полной энергии акустической
волны, причём:
− сначала для первых десяти импульсов полная акустическая энергия
сигнала от дентина (дентин+вода) примерно в 3÷5 раз превышает
аналогичную величину для эмали (эмаль+вода);
− затем в районе десятого импульса полные энергии акустических сигналов
от эмали и
дентина практически сравниваются;
− далее полная акустическая энергия от эмали (эмаль+вода) начинает в
1,5÷2,0 раза превышать энергию сигнала от дентина.
Подобный характер поведения величины полной акустической энергии
при увеличении количества одноместно приложенных к образцу лазерных
импульсов связан с изменением толщины водяной плёнки и условиями,
определяющими связь этой плёнки
с поверхностью разрушаемого материала.