激光清洗机理
激光清洗技术的工作原理有哪
激光清洗技术的工作原理有哪些激光清洗技术的原理脉冲式的Nd:YAG激光清洗的过程依赖于激光器所产生的光脉冲的特性，基于由高强度的光束、短脉冲激光及污染层之间的相互作用所导致的光物理反应。
其物理原理可概括如下：a)激光器发射的光束被需处理表面上的污染层所吸收。
b)大能量的吸收形成急剧膨胀的等离子体(高度电离的不稳定气体)，产生冲击波。
c)冲击波使污染物变成碎片并被剔除。
d)光脉冲宽度必须足够短，以避免使被处理表面遭到破坏的热积累。
e)实验表明当金属表面上有氧化物时，等离子体产生于金属表面。
等离子体只在能量密度高于阈值的情况下产生，这个阈值取决于被去除的污染层或氧化层。
这个阈值效应对在保证基底材料安全的情况下进行有效清洁非常重要。
等离子体的出现还存在第二个阈值。
如果能量密度超过这一阈值，则基底材料将被破坏。
为在保证基底材料安全的前提下进行有效的清洁，必须根据情况调整激光参数，使光脉冲的能量密度严格处于两个阈值之间。
激光清洗实际应用激光清洗不但可以用来清洗有机的污染物，也可以用来清洗无机物，包括金属的锈蚀、金属微粒、灰尘等。
下面介绍一些实际应用情况，这些技术已非常成熟，已被广泛应用。
1、模具的清洗：每年全世界的轮胎生产企业制造数亿个轮胎，生产过程中轮胎模具的清洗必须迅速可靠，以节省停机的时间。
传统的清洗方法包括喷沙、超声波或二氧化碳清洗等，但这些方法通常必须在高热的模具经数小时冷却后，再移往清洗设备进行清洁，清洁所需的时间长，并容易损害模具的精度，化学溶剂及噪声还会产生安全和环保等问题。
利用激光清洗方式，由于激光可利用光纤来传输，因此在使用上深具弹性;由于激光清洗方式可用光纤连接而将光导至模具的死角或不易清除的部位进行清洗，因此使用方便;由于橡胶并无气化，因此不会产生有毒害的气体，影响工作环境的安全。
激光清洗轮胎模具的技术已经大量在欧美的轮胎工业中被采用，虽然初期投资成本较高，但可在节省待机时间、避免模具损坏、工作安全及节省原材料上所获得的收益迅速得到回收。
激光清洗技术的原理及应用
激光清洗技术的原理及应用近年来，随着人们环保意识的增强,给世界范围内清洗业的发展带来了巨大的挑战，各种有利于环境保护的清洗技术应运而生，激光清洗技术就是其中之一.所谓激光清洗技术是指利用高能激光束照射工件表面，使表面的污物、锈斑或涂层发生瞬间蒸发或剥离，高速有效地清除清洁对象表面附着物或表面涂层,从而达到洁净的工艺过程。
它是基于激光与物质相互作用效应的一项新技术,与传统的机械清洗法、化学清洗法和超声波清洗法（湿清洗工艺)不同、它不需要任何破坏臭氧层的CFC类有机溶剂,无污染，无噪声,对人体和环境无害，是一种“绿色”清洗技术。
激光清洗与机械磨擦清洗、化学腐蚀清洗、液体固体强力冲击清洗、高频超声清洗等传统清洗方法相比，有明显的优点。
它高效、快捷、成本低，对基片产生的热负荷和机械负荷小，清洗为非损伤；废物可回收，无环境污染；安全可靠,不损害操作人员健康；可以清除各种不同厚度、不同成份的涂层;清洁过程易于实现自动化控制，实现远距离遥控清洗等。
激光清洗的原理和方法激光的特点是具有高方向性，单色性，高相干性和高亮度。
通过透镜的聚焦和Q开关，可以把能量集中到一个很小的空间范围和时间范围内。
在雷射清洗处理中，主要利用了雷射的以下特性：1、雷射可以实现能量在时间和空间上的高度集中，聚焦的雷射束在焦点附近可产生几千度甚至几万度的高温，使污垢瞬间蒸发、气化或分解。
2、雷射束的发散角小，方向性好,通过聚光系统可以使雷射束聚集成不同直径的光斑。
在雷射能量相同的条件下,控制不同直径的雷射束光斑.3、可以调整雷射的能量密度,使污垢受热膨胀.当污垢的膨胀力大于污垢对基体的吸附力时,污垢便会脱离物体的表面。
创研P—LASER 激光清洗机是激光系统中先进的产品，创研P-LASER 使用的是非常稳定，耐用的光纤激光光源，无灯管更换的需求。
这种新型的Q开关激光(又称超脉冲激光）对模具清洗，零件接合的前处理与及包覆层的清除等需要功率和准确度的应用提供绝佳的工具。
基于光学原理的激光清洗技术研究
基于光学原理的激光清洗技术研究随着科学技术的不断发展，越来越多的高新科技逐渐进入我们的生活。
其中，激光技术作为一种新兴科技，在工业制造、生物医药等领域中正逐渐崭露头角。
而基于光学原理的激光清洗技术，则是激光技术中浓墨重彩的一笔。
本文将从激光清洗技术背景、激光原理、激光清洗技术研究现状以及潜在应用领域等方面进行探讨。
一、激光清洗技术背景传统的清洗方式往往会带来环境污染和高昂的清洗成本。
而激光清洗技术的出现，则可以有效解决这些问题。
其基本原理是利用激光束对物体表面进行高强度加热和光解作用，从而使污渍分解并飞出物体表面。
相比传统清洗方式，激光清洗技术不会产生任何污染物，而且能够高效清洗出一些传统方式难以清洗的物质，因此备受工业界的关注和青睐。
二、激光原理激光（Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation）即受激辐射放大的光。
激光清洗技术的基本原理就是利用激光束的高集中度和高能量来清除物体表面的污垢。
激光束经过透镜后可聚焦为极小的光斑，而光斑内的能量密度极高，超过材料表面的熔点和汽化点，从而使得物体表面污染物分解、蒸发脱落。
三、激光清洗技术研究现状激光清洗技术作为一种新兴技术，目前国内外的研究仍然处于萌芽阶段。
其中，国外的相关研究较为活跃，尤其是在航空航天、汽车、半导体等工业领域的应用方面，已经取得了一定的进展。
而国内的研究则主要集中在技术的改进和优化上，大多还处于实验室研究阶段。
目前，国内外的研究主要围绕激光清洗技术的优化设备、清洗效果、清洗速度、耗能水平等方面展开。
四、潜在应用领域激光清洗技术作为一种高效、无污染的清洗方式，拥有广阔的应用前景。
主要应用领域包括：1.航空航天领域：航空器表面的油漆、涂料、氧化铝等表面层可被激光清洗技术快速清除，能够提高航空器的安全和使用寿命。
2.汽车制造领域：铸造出的汽车发动机零件表面常常有大量油污、锈蚀和氧化铝等污染物，使用激光清洗技术可以将其清洗干净，提高汽车零件生产效率和品质。
激光清洗的基本原理
激光清洗的基本原理激光清洗是一种高效、无污染的表面清洗技术，通过激光束的能量聚焦和瞬间高温作用，将物体表面的污染物快速蒸发或燃烧，从而实现清洁的目的。
基本原理如下：1. 激光能量吸收和传递激光是一种高能量、高密度的光束，当激光束照射到物体表面时，其中的光能会被物体吸收并转化为热能。
物体表面吸收激光能量后会迅速升温，从而改变物体表面的物理和化学性质。
2. 光热效应激光束照射到物体表面后，能量会迅速转化为热能，使物体表面温度升高。
当物体表面的温度升高到一定程度时，污染物因为受热而蒸发、燃烧或破裂，从而分离出物体表面。
3. 色素吸收和光解激光清洗中，常使用的激光波长通常选择能被污染物吸收的波段。
当激光束照射到含有色素的污染物上时，色素会吸收激光能量而发生光解反应，使色素分子断裂，从而使污染物变得无色或透明。
4. 爆破效应激光清洗中，激光束照射到物体表面时，由于瞬时的高能量密度，污染物会因为热膨胀而发生爆破效应。
这种爆破效应会使污染物在短时间内迅速破裂并从物体表面脱落。
5. 激光清洗技术的选择激光清洗技术的选择主要考虑激光的波长、功率、脉冲宽度等参数。
不同类型的污染物对激光的吸收特性有所不同，因此需要选择适合的激光参数来实现清洗效果。
此外，物体表面的性质也会影响激光清洗的效果，例如金属表面和非金属表面的清洗方式不同。
6. 激光清洗的优势相比传统的清洗方法，激光清洗具有许多优势。
首先，激光清洗是一种非接触式清洗方法，不会对物体表面造成机械损伤。
其次，激光清洗过程中不需要使用化学溶剂或清洗剂，避免了对环境的污染。
此外，激光清洗可以精确控制清洗参数，适用于各种形状和材质的物体表面清洗。
激光清洗利用激光的能量传递和光热效应，通过吸收和瞬时高温作用，将物体表面的污染物蒸发、燃烧或破裂，从而实现表面的清洁。
激光清洗技术具有高效、无污染、非接触等优点，被广泛应用于各个领域，如电子、汽车、航空航天等。
随着激光技术的不断发展，激光清洗将在清洗行业中发挥越来越重要的作用。
输电线路激光清洗方法的研究
输电线路激光清洗方法的研究随着电力设施的不断发展，输电线路也变得越来越重要。
由于长期的使用和环境因素，输电线路表面往往会积累大量灰尘、油污和其他污染物，导致线路的漏电和能量损失。
对输电线路进行定期清洗是十分必要的。
传统的清洗方法通常使用高压水枪或化学清洗剂，然而这些方法存在着水资源浪费、清洗不彻底、环境污染等问题。
近年来，激光清洗技术逐渐受到研究者和工程师的关注，成为一种新的、高效的清洗方式。
本文将就输电线路激光清洗方法进行研究，探讨其原理、优势和应用前景。
一、激光清洗原理激光清洗是利用激光束的高能量和高密度，通过瞬间脉冲照射到被清洗表面上，使污垢物质立即升华或者瞬间破裂、脱落的一种清洗方法。
一般的激光清洗过程包括吸收、传导、蒸发和清除四个步骤。
激光能量被污物吸收，然后通过污物材料的导热和传导，使其表面温度迅速升高并蒸发，最终清除表面上的污物。
激光清洗具有高效、无污染、无损伤等特点，因此在多个领域有着广泛的应用前景。
二、输电线路激光清洗方法输电线路激光清洗方法主要包括设备选型、清洗参数选择和作业实施三个方面：1. 设备选型输电线路的清洗距离较高、环境复杂，因此需要选用适合的激光清洗设备。
一般来说，输电线路清洗需要激光清洗设备具有较大的清洗功率、远距离清洗能力和抗干扰能力。
目前市面上已经有多种输电线路激光清洗设备可供选择，如具有激光雷达引导系统的机器人、轨道式激光清洗设备等。
2. 清洗参数选择对于输电线路激光清洗来说，清洗参数的选择是十分关键的。
首先是激光清洗的功率和脉冲能量，通常需要根据输电线路的清洗距离和污染程度来确定合适的功率和脉冲能量。
其次是清洗距离和清洗速度，需要根据输电线路的高度、长度和地形等因素来确定清洗距离和清洗速度。
最后是扫描模式和清洗角度，通常采用扫描式和直接照射式相结合的方式进行清洗。
3. 作业实施输电线路激光清洗作业通常需要专业的操作人员和辅助设备。
在作业实施过程中，需要注意安全防护、环境保护和作业流程的优化。
光应用的新领域一激光清洗
光应用的新领域一激光清洗激光应用的新领域—激光清洗的原理及应用概况。
介绍了两种激光清洗的实例高重复率激光高速清洗固体表面, 和激光清除宇宙空间垃圾。
激光清洗及特点激光清洗是利用激光高速有效地清除清洁对象表面附着物或表面涂层的技术。
就其清洗机理而言, 可分为两大类。
一类是利用清洁基片也称为母体与表面附着物对某一波长激光能量, 具有差别很大的吸收系数。
辐射到表面的激光能量, 大部分被表面附着物所吸收, 使之受热或汽化挥发、或瞬间膨胀, 并被表面形成的蒸汽流带动脱离物体表面, 达到清洗目的。
而基片吸收能量极小, 不会被损伤。
对此类激光清洗, 选择合适的波长和控制好激光能量, 是现安全高效清洗的关键。
另一类是适用于清洁基片与表面附着物的激光能量吸收系数差别不大, 或基片对涂层受热形成的酸性蒸汽较敏感, 或涂层受热后会产生有毒物质等情况的清洗方法。
通常利用高功率高重复率的脉冲激光冲击被清洗的表面, 使部分光束转换成声波。
声波击中下层硬表面后, 返回的部分与激光产生的入射声波发生干涉, 产生高能波, 使涂层发生微小爆炸, 涂层被粉碎、压成粉末, 再被真空泵清除, 而底下的基片不会损伤。
激光清洗与机械磨擦清洗、化学腐蚀清洗、液体固体强力冲击清洗等传统清洗方法相比,有明显的优点。
它高效、快捷、成本低对基片的热负荷和机械负荷小, 清洗为非损伤性废物可回收, 无环境污染安全可靠, 不损害操作人员健康多功能, 可以清除各种不同厚度、不同成份的涂层清洁过程易于实现自动化控制, 实现远距离遥控清洗。
激光清洗的发展与现状1975年日刊报道了前苏联的几位科学家将激光技术用于清除水面漂浮的石油。
不仅可以提高清除效率, 做到无二次污染, 而且能够回收石油。
年前苏联的两位科学家又报道了用20W连续二氧化碳激光器清洁柏油路面的燃料斑和油斑, 高效而快捷。
随着气体激光器技术不断完善、价格降低半导体激光器功率不断提高、发光波长扩展固体激光器日益成熟, 使得激光光源更趋于多样化、小型化, 易于操纵控制。
激光清洗机的技术原理是什么
激光清洗机的技术原理是什么激光清洗不但可以用来清洗有机的污染物，也可以用来清洗无机物，包括金属的锈蚀、金属微粒、灰尘等。
下面介绍激光清洗机的技术原理是什么。
脉冲式的Nd:YAG激光清洗的过程依赖于激光器所产生的光脉冲的特性，基于由高强度的光束、短脉冲激光及污染层之间的相互作用所导致的光物理反应。
其物理原理可概括如下：1.激光器发射的光束被需处理表面上的污染层所吸收。
2.可以调整激光的能量密度，使污垢受热膨胀。
当污垢的膨胀力大于污垢对基体的吸附力时，污垢便会脱离物体的表面。
3光脉冲宽度必须足够短，以避免使被处理表面遭到破坏的热积累。
4.激光束的发散角小，方向性好，通过聚光系统可以使激光束聚集成不同直径的光斑。
5.大能量的吸收形成急剧膨胀的等离子体（高度电离的不稳定气体），产生冲击波。
每个激光脉冲去除一定厚度的污染层。
如果污染层比较厚，则需要多个脉冲进行清洗。
将表面清洗干净所需要的脉冲数量取决于表面污染程度。
由两个阈值产生的一个重要结果是清洗的自控性。
能量密度高于第一阈值的光脉冲将一直剔除污染物，直到达到基底材料为止。
然而，因为其能量密度低于基底材料的破坏阈值，所以基底不会受到破坏。
武汉瑞丰光电激光设备是性价比较高的，凭借多年的激光研发经验，产品技术成熟，产品性能安全稳定。
瑞丰光电激光电始终坚持“质量第一、服务第二、价格第三”的态度，给客户提供最优质的产品及服务。
以上就是激光清洗机的技术原理，激光清洗与机械磨擦清洗、化学腐蚀清洗等传统清洗方法相比，有明显的优点。
它高效、快捷、成本低，对基片产生的热负荷和机械负荷小，清洗为非损伤;不损害操作人员健康;清洁过程易于实现自动化控制，实现远距离遥控清洗等。
由此可见，激光清洗技术会在将来逐渐的替代一部分传统清洗方式。
激光清洗技术的原理及应用ppt课件
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二、激光清洗技术的原理
3、清洗方法2——液膜法
先沉积一层液膜于基体表面然后用激光辐、清洗方法3——激光+惰性气体法
激光辐射的同时，用惰性气体吹向工件表面，当污物 从表面剥离后，就被气体远远吹离表面，避免清洁表面再 次污染和氧化。
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三、激光清洗技术的应用
4、核电反应堆内管道的清洗
采用光导纤维，将高功率激光束引入反应堆内部，直接 清除放射性粉尘，清洗下来的物质清理方便。而且由于是远 距离操作，可以确保工作人员的安全。
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四、小结
激光清洗技术可以用于液体、固体、文物污垢和宇 宙空间，废弃物是易爆的或基体容易被破坏等的情况， 利用激光更具优点:安全、高效、可靠。在飞机、船舶 等金属表面的除锈、除漆、建筑物表面清洁泥污，微电 子行业晶体表面清洗等方面的应用，显示着极佳的优越 性。
可以推测，随着激光技术的发展，激光成本的下降， 激光清洗技术应用会更加广泛。
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《非传统加工技术》
谢谢！
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2133
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二、激光清洗技术的原理
1、污物存在形式
污物和表面之间的结合力主要有:共价键、双偶极子 、毛细作用、氢键、吸附力和静电力等。其中毛细力、 吸附力和静电力(如图1)最难破坏。
图1 污特在固体表面吸附时的三种基本力
注：毛细力来自很薄的液体层(如大气湿度)在粒子和基体表面之间 · 微小空隙处产生的凝聚；吸附力是微米级污染物的主要附着力。
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二、激光清洗技术的原理
2、清洗机理
基 本 原 理
激光束至少可以产生3方面的作用:
1)在固体表面产生力学共振现象，使表面污垢层或凝结物碎裂脱落; 2)使表面污垢层受热膨胀，从而克服基本物质对污垢粒子的吸附力
激光清洗技术
• 激光清洗的机理主要是基于物体表面污染物吸收 激光能量后，或汽化挥发，或瞬间受热膨胀而克 服表面对粒子的吸附力，使其脱离物体表面，剥离；3.污物粒子热膨胀；
4.基体表面振动和粒子振动四个方面
一、与传统清洗工艺相比，激光清洗技术具有以下 特征：
（4）用激光使污物松散后，再用非腐蚀性的化学方 法去污。目前在工业生产中主要采用前面三种清 洗方法，其中激光干洗法取激光＋液膜清洗方法 用得最多；第四种方法仅见于艺术品的清洗保护 中。
激光器的选择
目前激光器的种类比较多，如CO2激光器、YAG （钇铝石榴石） 激光器和准分子激光器等
一般来说，在高精度的要求高于大体积清除或成本的要求 时，准分子激光器是较为合适的工具；在其他情况下则以 CO2和固体激光器为佳。对于微电子工业来说，一般选用 准分子激光器，如KrF准分子；对于模具的清洗则采用 CO2或YAG激光器比较好；而对于激光敷层的清除，CO2 激光器的效果最好，特别是TEA CO2激光器在这一领域 极具发展前途；由于CO2激光器不能用光纤传送，远程清 洗应用受到很大限制，这为YAG激光器的应用提供了广阔 的空间。
（1）它是一种“干式”清洗，不需要清洁液或其他 化学溶液，且清洁度远远高于化学清洗工艺；
（2）清除污物的范围和适用的基材范围十分广； （3）通过调控激光工艺参数，可以在不损伤基材表
面的基础上，有效去除污染物，使表面复旧如新； （4）激光清洗可以方便地实现自动化操作； （5）激光去污设备可以长期使用，运行成本低； （6）激光清洗技术是一种“绿色”清洗工艺，消除
展望
• 激光清洗技术近两年发展很快，不论是对激光清洗的工艺 参数和清洗机理、清洗对象的研究或是应用方面的研究都 取得了很大的进展。然而激光清洗技术在经过大量理论方 面的研究后，其研究重心正不断偏向于应用方面的研究， 并在应用方面取得了可喜的成果。由于激光器及其配套硬 件的费用较高，使激光清洗技术的应用范围受到极大的限 制，特别在低成本对象的清洗中还难以承受。今后激光清 洗技术在文物和艺术品的保护方面将得到更广泛的应用， 其市场前景非常广阔。随着科学技术的发展，如果激光器 及其硬件的成本不断下降，该项技术在工业中的应用也将 成为现实，其应用范围也会随之拓宽。
激光清洗的原理
激光清洗的原理激光清洗是一种高效、环保、非接触式的清洗技术，在各个领域的应用越来越广泛。
其原理是利用激光的能量和光束特性，通过光热效应、光化学效应和光机械效应等作用机制，将目标物表面的污染物和附着物清除掉，达到清洁目的。
下面将详细介绍激光清洗的原理。
激光清洗原理主要包括吸收效应、等离子效应和蒸发效应。
首先是吸收效应。
激光的能量主要通过被清洗物表面的吸收而转化为热能，使污染物和附着物的物理和化学性质发生变化。
当激光束照射到目标物表面时，其能量会被目标物表面的污染物吸收，导致污染物吸收点升温，发生热膨胀和融化等现象。
热膨胀会产生热压力，导致污染物与基材的粘附力瞬间降低，从而使污染物与基材分离。
其次是等离子效应。
激光束的功率密度高于材料的阈值时，会产生等离子体。
等离子体是由带正电荷的离子和自由电子组成的高能电磁场，能够剥离污染物与基材的化学键或离解分子结构，从而清洗目标物表面的污染物。
等离子体通过电子的击穿效应，可以摧毁和清除难以被化学方法或机械方法清除的附着物。
最后是蒸发效应。
激光束照射到污染物表面时，光能量被污染物吸收后，会将污染物加热到高温，使其温度升高到蒸发温度以上，使污染物蒸发掉。
蒸发效应可以在不损伤基材的情况下，将污染物彻底清除。
除了上述主要原理，激光清洗还可通过辅助气体的喷射、光化学反应等效应实现清洗目的。
辅助气体的喷射可以起到冷却和清扫的作用，既能快速冷却热膨胀区域，防止基材受热损伤，又能清除被清洗表面的融化或蒸发后的污染物。
光化学反应是激光与目标物表面的化学物质发生反应，从而改变化学性质，实现清洗作用。
激光清洗的优点主要有以下几点：首先，激光清洗可以实现非接触式清洗，无需直接接触物品表面，避免了物理清洗可能带来的损伤和变形等问题。
其次，激光清洗可以精确控制清洗区域和能量，对不同形状、材质和表面性质的目标物清洗效果好，可以大幅提高清洗效率和质量。
再次，激光清洗过程中无需使用化学物质和溶剂，避免了对环境的污染和人体健康的影响，符合环保要求。
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激光清洗机理：
激光清洗霉菌的机理主要是激光光子与霉菌微生物的大分子的相互作用产生光分解效应，以及热效应。
光分解效应是指当粘附物分子的结合能力小雨辐照激光的分子能量，其结合键被破坏或削弱，实现削饣虫，达到清洗的目的。
实验所采用的三倍频N：YAG激光（波长355nm）的单光子能量（3.5ev）是CO2激光的单光子能量（0.12ev）的30倍。
这个能量足以破坏霉菌分泌物与宣纸表面分子间形成的氢键、化学键。
这些键断裂使得霉菌最终脱离宣纸表面。
主要有三个参数会对激光清洗霉菌时光分解效应以及热效应产生影响：
脉冲宽度，短脉冲激光能量较高，使得表面上的霉菌瞬间被光分解而不会对集体表面造成损伤。
激光的能量密度，对于激光清洗来讲激光的能量密度必须控制在污染物的损伤阈值和集体损伤阈值之间。
当一次激光扫描不能实现霉菌的清除时，可以通过多次扫描来实现。
波长的选择应该是使霉菌对激光应有高吸收、低反射率以及较小的透过率。
霉菌有机分子对红外线和紫外线的激光均有较高的吸收率。
相关参数：（激光能量密度H=Pt/vtd=P/vl P激光输出功率比，t时间，v扫描速度，l扫描痕迹宽度）。