激光传输.PDF

电能无线传输技术的探索(2) 电磁传输--超声传输--激光传输 吴新开 湖南科技大学 2014年10月18 日 超声波的效应 机械效应 超声在介质中前进时所产生的效应。（超声在介质中传播 是由反射而产生的机械效应）它可引起机体若干反应。超 声振动可引起组织细胞内物质运动，由于超声的细微按摩， 使细胞浆流动、细胞震荡、旋转、摩擦、从而产生细胞按 摩的作用，也称为“内按摩”这是超声波治疗所独有的特 性，可以改变细胞膜的通透性，刺激细胞半透膜的弥散过 程，促进新陈代谢、加速血液和淋巴循环、改善细胞缺血 缺氧状态，改善组织营养、改变蛋白合成率、提高再生机 能等。使细胞内部结构发生变化，导致细胞的功能变化， 使坚硬的结缔组织延伸，松软。 超声波的机械作用可软化组织，增强渗透，提高代谢，促 进血液循环，刺激神经系统和细胞功能，因此具有超声波 独特的治疗意义。 温热效应 人体组织对超声能量有比较大的吸收本领，因此当超声波 在人体组织中传播过程中，其能量不断地被组织吸收而变 成热量，其结果是组织的自己身体的温度升高。 产热过程既是机械能在介质中转变成热能的能量转换过程。 即内生热。超声温热效应可增加血液循环，加速代谢，改 善局部组织营养，增强酶活力。一般情况下，超声波的热 作用以骨和结缔组织为显著，脂肪与血液为最少。 理化效应 弥散作用：超声波可以提高生物膜的通透性，超声波作用后，细胞膜对钾，钙离 子的通透性发生较强的改变。从而增强生物膜弥散过程，促进物质交换，加速代 谢，改善组织营养。 触变作用：超声作用下，可使凝胶转化为溶胶状态。对肌肉，肌腱的软化作用， 以及对一些与组织缺水有关的病理改变。 空化作用：空化形成，或保持稳定的单向振动，或继发膨胀以致崩溃，细胞功能 改变，细胞内钙水平增高。 聚合作用与解聚作用：水分子聚合是将多个相同或相似的分子合成一个较大的分 子过程。大分子解聚，是将大分子的化学物变成小分子的过程。可使关节内增加 水解酶和原酶活性增加。 消炎，修复细胞和分子：超声作用下，可使组织PH值向碱性方面发展。缓解炎症 所伴有的局部酸中毒。超声可影响血流量，产生致炎症作用，抑制并起到抗炎作 用。使白细胞移动，促进血管生成。胶原合成及成熟。促进或抑制损伤的修复和 愈合过程。从而达到对受损细胞组织进行清理、激活、修复的过程。 四.基于激光的电能无线传输 因为激光具有如下特性: 指向性 单色性 相干性 集光性(高能量密度) 可控制性 指向性  激光束的发散角很小，几乎是一平行的光线，激光照射到 月球上形成的光斑直径仅有1公里左右。而普通光源发出 的光射向四面八方，为了将普通光沿某个方向集中起来常 使用聚光装置，但即便是最好的探照灯，如将其光投射到 月球上，光斑直径将扩大到1 000公里以上。  由几何光学可知，平行性越好的光束经聚焦得到的焦斑尺 寸越小，再加之激光单色性好，经聚焦后无色散像差，使 光斑尺寸进一步缩小，可达微米级以下，甚至可用作切割 细胞或分子的精细的“手术刀”。 单色性  普通光源发射的光子，在频率上是各不相同的，所以包含 有各种颜色。而激光发射的各个光子频率相同，因此激光 是最好的单色光源。  由于光的生物效应强烈地依赖于光的波长，使得激光的单 色性在临床选择性治疗上获得重要应用。此外，激光的单 色特性在光谱技术及光学测量中也得到广泛应用，已成为 基础医学研究与临床诊断的重要手段。