激光為什么能夠用來清洗?為什么對被清洗物體不會造成損害呢?了解一下激光的本質。簡單來說,激光和在我們身邊的如影隨形般的光線(可見光和不可見光)沒有什么不同,只不過激光是利用諧振腔把光聚集在同一個方向上,并且有較單純的波長,協調性等性能更好,因此理論上所有波長的光都可以用來形成激光,但實際上受限于能夠激發的介質不多,因此能夠產生穩定且適合工業生產的激光光源相當有限。被廣泛使用的大概也就是Nd:YAG激光、二氧化碳激光和準分子激光。由于Nd:YAG激光可以通過光纖傳輸更適合工業應用,因此在激光清洗中也多被采用。通常,激光燒蝕是指用脈沖激光去除材料,但是如果激光強度足夠高,則可以用連續波激光束燒蝕材料。 深紫外光的準分子激光器主要用于光燒蝕。 用于光燒蝕的激光波長約為200 nm。傳統的清洗方法往往是接觸式清洗,對清洗物體表面有機械作用力,損傷物體的表面或者清洗的介質附著于被清洗物體的表面,無法去除,產生二次污染,激光清洗的無研磨和非接觸性使這些問題迎刃而解;每個激光脈沖去除一定厚度的污染層。如果污染層比較厚,則需要多個脈沖進行清洗。將表面清洗干凈所需要的脈沖數量取決于表面污染程度。由兩個閾值產生的一個重要結果是清洗的自控性。能量密度閾值的光脈沖將一直剔除污染物,直到達到基底材料為止。然而,因為其能量密度低于基底材料的破壞閾值,所以基底不會受到破壞。在歐洲激光清洗系統早已應用在航空工業中。飛機的表面過一定時間后要重新噴漆,但是噴漆之前需要將原來的舊漆完全除去。傳統的機械清除油漆法容易對飛機的金屬表面造成損傷,給安全飛行帶來隱患。如采用多個激光清洗系統,可在兩天之內將一架A320空中客車表面的漆層完全除掉,且不會損傷到金屬表面。精密機械工業常常需對零件上用來潤滑和抗腐蝕的酯類及礦物油加以清除,通常是用化學方法,而化學清洗往往仍有殘留物。激光去酯可以將酯類及礦物油完全去除,不損傷零件表面。其污染物去除是由沖擊波完成,零件表面氧化物薄層爆炸性氣化形成了沖擊波,導致污物去除,而非機械互作用。材料去酯用于航天工業機械零件的清理。機械零件加工中的油酯去除同樣可采用激光清洗。
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