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激光表面清洗的原理
% _- C; ]5 R H& ~ 激光清洗的過(guò)程依賴于激光器所產(chǎn)生的光脈沖的特性,,基于由高強(qiáng)度的光束、短脈沖激光及污染層之間的相互作用所導(dǎo)致的光物理反應(yīng),。其物理原理可概括如下:
9 m; W3 F+ z0 E a)激光器發(fā)射的光束被需處理表面上的污染層所吸收,。' @/ |# S& B/ Q( f' |) E
b)大能量的吸收形成急劇膨脹的等離子體(高度電離的不穩(wěn)定氣體),產(chǎn)生沖擊波,。9 W- ^: C2 T/ A: ]: S5 U
c)沖擊波使污染物變成碎片并被剔除,。3 l7 C/ h# @, t8 C* T5 b
d)光脈沖寬度必須足夠短,以避免使被處理表面遭到破壞的熱積累,。" a$ U9 b h6 }8 @ b+ K
e)實(shí)驗(yàn)表明當(dāng)金屬表面上有氧化物時(shí),,等離子體產(chǎn)生于金屬表面。# h9 `6 W! W7 i7 L, g, X- q2 i
等離子體只在能量密度高于閾值的情況下產(chǎn)生,,這個(gè)閾值取決于被去除的污染層或氧化層,。這個(gè)閾值效應(yīng)對(duì)在保證基底材料安全的情況下進(jìn)行有效清潔非常重要。等離子體的出現(xiàn)還存在第二個(gè)閾值,。如果能量密度超過(guò)這一閾值,,則基底材料將被破壞。為在保證基底材料安全的前提下進(jìn)行有效的清潔,,必須根據(jù)情況調(diào)整激光參數(shù),,使光脈沖的能量密度嚴(yán)格處于兩個(gè)閾值之間。
. z+ l- ?8 S. I) k1 T 每個(gè)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(gè)脈沖進(jìn)行清洗,。將表面清洗干凈所需要的脈沖數(shù)量取決于表面污染程度。由兩個(gè)閾值產(chǎn)生的一個(gè)重要結(jié)果是清洗的自控性,。能量密度高于第一閾值的光脈沖將一直剔除污染物,,直到達(dá)到基底材料為止。然而,,因?yàn)槠淠芰棵芏鹊陀诨撞牧系钠茐拈撝�,,所以基底不�?huì)受到破壞。 n- R6 \) k7 w9 V! I, a
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