不同應(yīng)用領(lǐng)域所要清洗的污染物不同,對功率的要求以及激光波長的吸收率也不同,,導(dǎo)致實際的激光清洗工作中存在一定的選擇困難,。 性能決定了應(yīng)用范圍 在激光清洗中,,固體激光器、氣體激光器以及半導(dǎo)體激光器的應(yīng)用最為廣泛,。這些激光器在波長,、功率等重要參數(shù)上均存在差異,分別適用于不同的清洗領(lǐng)域,。 一般來說,,短波激光清洗效果優(yōu)于長波,這是因為物質(zhì)對短波的吸收率遠高于長波,。波長的選擇與被清洗物質(zhì)的顏色及種類有關(guān),。 例如,準分子激光波長短,,常被用來清洗精度高的電子設(shè)備和珍貴文物,; 波長為1064 nm 的Nd:YAG 激光更適用于清洗巖石,且單個脈沖清洗的材料更多,,即清洗效率更高,; 氣體激光器使用分子氣體做工作介質(zhì),產(chǎn)生平均波長為10.6 μm的紅外激光,,常見金屬對其的反射率超過90%,,使其廣泛應(yīng)用于金屬表面清洗。 技術(shù)進步來源于需求 激光清洗的應(yīng)用實例最早始于文物保護領(lǐng)域,。期間,,Nd:YAG 激光的應(yīng)用得到了廣泛深入的研究。但由于清洗對象的不斷拓展以及對精度要求的不斷提高,,Nd:YAG 激光的應(yīng)用受到限制,。 激光清洗前后效果 來源:光電產(chǎn)品與資訊 20世紀90年代,,國外科學(xué)家發(fā)現(xiàn)準分子激光單脈沖清洗效率超過90%,,正當滿腔熱情大力研究該技術(shù)時,卻發(fā)現(xiàn),,準分子激光器的工作原理使其容易產(chǎn)生對人體有害的物質(zhì),,故其應(yīng)用受到一定限制。 隨著制造技術(shù)的不斷提高,,氣體激光器特別是CO2激光器,,憑借其在工作壽命以及功率上的優(yōu)點,開始進入人們的視野,,使其廣泛應(yīng)用于金屬表面的清洗,,并進一步擴展到了牛仔面料清洗的新領(lǐng)域。 但是不久科學(xué)家就發(fā)現(xiàn),,牛仔面料顏色的去除不僅受到激光功率的影響,,還受到分辨率和像素時間組合的影響,。由于氣體激光器無法使用光纖對光束進行傳送,只能使用復(fù)雜的光學(xué)傳送系統(tǒng),,故靈活性較差,使其應(yīng)用也有一定限制,。 隨著對激光清洗研究的不斷深入以及科技發(fā)展水平的不斷提高,,人們將目光重新集中到便攜性好的固體激光,尤其是Nd:YAG激光上,。人們發(fā)現(xiàn),,若采用合適的參數(shù),Nd:YAG 激光不僅適用于巖石表面的清洗,,同樣適用于金屬表面的清洗,。 國內(nèi)激光清洗研究進展 國外發(fā)達國家對激光清洗技術(shù)的研究較早,使得有些領(lǐng)域的清洗已經(jīng)實現(xiàn)工業(yè)化,。而我國激光清洗技術(shù)的研究起步較晚,,基本是跟隨國外的發(fā)展。隨著廣大科研人員的不斷努力,,也取得一些成就,。 中國工程物理研究院激光聚變研究中心的科研人員采用CO2 激光器和Nd:YAG激光器實現(xiàn)了激光清洗鍍金K9玻璃、K9玻璃表面的顆粒和油污污染物,。近來,,又使用波長為1064 nm的Q開關(guān)Nd:YAG激光器實現(xiàn)了對云岡石窟砂石表面污染物的清洗。 山東大學(xué)的科研人員研制出了18 W全固態(tài)1064 nm/532 nm雙波長激光清洗設(shè)備,。該設(shè)備穩(wěn)定性高,,但輸出功率太小,只能滿足部分工業(yè)清洗的要求,。 隨著對激光清洗研究的不斷深入,,有學(xué)者對激光清洗過程的實時監(jiān)測和表征、數(shù)值模擬等進行了初步研究,,例如中國環(huán)流2號A裝置外境表面超薄沉積層的激光清洗的實時監(jiān)測,,這對研制聚變裝置激光清洗的自動控制系統(tǒng)提供了理論指導(dǎo)。 激光清洗技術(shù)在我國經(jīng)過幾十年的高速發(fā)展后,,現(xiàn)在已形成工藝研究,、實時監(jiān)測表征、過程模擬,、設(shè)備自主研發(fā)等較為全面的研究體系,。但由于制造技術(shù)不足,使得激光清洗中大功率激光器的應(yīng)用受到限制,,無法完全滿足工業(yè)應(yīng)用,。 固體激光器應(yīng)用前景廣闊 經(jīng)過國內(nèi)外學(xué)者的不斷研究及探索,, 各類型的激光所清洗的對象越來越廣,并均取得了不錯的成果,。特別是科技水平的提高及制造水平的發(fā)展,,使得大功率的激光器朝著小型化方向發(fā)展成為可能,手持式,、移動式激光清洗設(shè)備使激光清洗技術(shù)適用的領(lǐng)域更加廣泛,。 來源:網(wǎng)絡(luò) 固體激光器產(chǎn)生的光束能使用光纖進行傳送的特點,,使其更易實現(xiàn)遠程控制及使用柔性系統(tǒng),。這些優(yōu)點使得廣大科研人員對其清洗對象進行了深入且拓展性的研究,發(fā)現(xiàn)固體激光器能廣泛應(yīng)用于石器,、金屬制品,、壁畫、城市涂鴉等的清洗,。 隨著更多工作介質(zhì)的發(fā)現(xiàn)以及激光控制技術(shù)的發(fā)展,,固體激光在激光清洗領(lǐng)域具有廣闊的前景。在實際應(yīng)用中,,應(yīng)綜合考慮清洗對象,、操作性、成本等,,根據(jù)國內(nèi)外研究成果而選擇合適的光源類型,。 激光清洗是一場綠色革命 全球激光行業(yè)的發(fā)展步伐越來越快,促進了激光清洗的快速發(fā)展,。雖然現(xiàn)在激光清洗技術(shù)無法取代傳統(tǒng)清洗技術(shù),,甚至還沒走向成熟階段。 但是很多研究激光清洗的機構(gòu),,研究出了激光工藝的條件以及復(fù)雜的上升氣流和機械因素的相互作用,,盡管這些相互作用還沒有完全運用于實際。但隨著理論模型控制策略中工藝知識的進步,,以及激光清洗技術(shù)的持續(xù)發(fā)展,,激光工藝將克服傳統(tǒng)操作的種種弊端,在工業(yè)發(fā)展中提供越來越有效的潛在價值,。 可以預(yù)見的是,,激光清洗以其超強的適應(yīng)性,其應(yīng)用將不斷被擴展至新的領(lǐng)域,,為清洗業(yè)帶來一場綠色革命,。文章來源:www.oeshow.cn |
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來自: q1338 > 《半導(dǎo)體》