1、激光可以實現能量在時間和空間上的高度集中,聚焦的激光束在焦點附近可產生幾千度甚至幾萬度的高溫,使污垢瞬間蒸發、氣化或分解。
2、激光束的發散角小,方向性好,通過聚光系統可以使激光束聚集成不同直徑的光斑。在激光能量相同的條件下,控制不同直徑的激光束光斑可以調整激光的能量密度,使污垢受熱膨脹。當污垢的膨脹力大于污垢對基體的吸附力時,污垢便會脫離物體的表面。
3、激(ji)(ji)光(guang)光(guang)束(shu)可(ke)(ke)以(yi)通過在固(gu)體表(biao)面(mian)(mian)(mian)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)超聲(sheng)波(bo),產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)力(li)學(xue)共振,使污(wu)垢破碎脫落。激(ji)(ji)光(guang)清(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)洗(xi)技術正是利(li)(li)用了(le)上(shang)述激(ji)(ji)光(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特性從而達(da)到(dao)清(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)洗(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。根據(ju)被(bei)清(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)洗(xi)基(ji)體物(wu)質與被(bei)清(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)除污(wu)垢的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)學(xue)特性,可(ke)(ke)以(yi)將激(ji)(ji)光(guang)清(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)洗(xi)機理分(fen)(fen)為兩大(da)(da)類(lei):一(yi)類(lei)是利(li)(li)用清(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)洗(xi)基(ji)片(pian)(pian)(也稱為母(mu)體)與表(biao)面(mian)(mian)(mian)附著(zhu)物(wu)(污(wu)物(wu))對(dui)某一(yi)波(bo)長激(ji)(ji)光(guang)能(neng)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸收系數(shu)具(ju)有很大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)差別。輻射到(dao)表(biao)面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)能(neng)量(liang)大(da)(da)部(bu)分(fen)(fen)被(bei)表(biao)面(mian)(mian)(mian)附著(zhu)物(wu)所吸收,從而受熱或氣化蒸(zheng)發,或瞬間膨脹,并被(bei)形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氣流帶動(dong),脫離物(wu)體表(biao)面(mian)(mian)(mian),達(da)到(dao)清(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)洗(xi)目(mu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。而基(ji)片(pian)(pian)由于(yu)對(dui)該波(bo)長的(de)(de)(de)(de)(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)吸收能(neng)量(liang)極小,不(bu)會受到(dao)損(sun)傷。對(dui)此(ci)類(lei)激(ji)(ji)光(guang)清(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)洗(xi),選擇合適的(de)(de)(de)(de)(de)(de)波(bo)長和控制好激(ji)(ji)光(guang)能(neng)量(liang)大(da)(da)小,是實現安全高(gao)效清(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)洗(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)關鍵。另一(yi)類(lei)適用于(yu)清(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)潔(jie)基(ji)片(pian)(pian)與表(biao)面(mian)(mian)(mian)附著(zhu)物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)能(neng)量(liang)吸收系數(shu)差別不(bu)大(da)(da),或基(ji)片(pian)(pian)對(dui)涂(tu)層受熱形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)酸性蒸(zheng)氣較為敏感(gan),或涂(tu)層受熱后會產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)有毒物(wu)質等情(qing)況的(de)(de)(de)(de)(de)(de)清(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)洗(xi)方法。該類(lei)方法通常是利(li)(li)用高(gao)功率(lv)高(gao)重復率(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)脈沖(chong)激(ji)(ji)光(guang)沖(chong)擊被(bei)清(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)洗(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)(mian),使部(bu)分(fen)(fen)光(guang)束(shu)轉換(huan)成(cheng)聲(sheng)波(bo)。聲(sheng)波(bo)擊中(zhong)下(xia)層硬表(biao)面(mian)(mian)(mian)后,返回的(de)(de)(de)(de)(de)(de)部(bu)分(fen)(fen)與激(ji)(ji)光(guang)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)入射聲(sheng)波(bo)發生(sheng)(sheng)干涉,產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)高(gao)能(neng)波(bo),使涂(tu)層發生(sheng)(sheng)小范圍的(de)(de)(de)(de)(de)(de)爆炸,涂(tu)層被(bei)壓成(cheng)粉末,再被(bei)真空(kong)泵清(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)除,而底下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)片(pian)(pian)卻不(bu)會損(sun)傷。

1、激光干洗法,即采用脈沖激光直接輻射去污;
2、激光+液膜方法,即首先沉積一層液膜于基體表面,然后用激光輻射去污;當激光照射于液膜上時,液膜急劇受熱,產生爆炸性汽化,爆炸性沖擊波使基體表面的污物松散。并隨沖擊波飛離加工物體表面,達到去污的目的。
3、激光+惰性氣體的方法,即在激光輻射的同時,用惰性氣體吹向基體表面,當污物從表面剝離后會立即被氣體吹離表面,以避免表面再次污染和氧化;
4、運用激光使污垢松散后,再用非腐蝕性化學方法清洗。目前,常用的是前3種方法。第4種方法僅應用于石質文物的清洗中,而一個完整的激光清洗系統包括:激光器或YAG激光器)、試樣加工臺、導光系統、控制臺、輔助系統(如量熱計、光束輪廓儀及其附件)。對于激光+液膜的清洗方法,還有液膜沉積系統。當采用激光+惰性氣體的清洗方法時,還應該包括惰性氣體的進入和排除系統。
激光清洗技術比傳統的(de)清洗技(ji)(ji)術(shu)有很(hen)大的(de)優(you)勢(shi),在(zai)經濟效益和“綠色”工(gong)程方面(mian)都能給社會(hui)帶來很(hen)大的(de)好(hao)處(chu),市場(chang)前景相當廣(guang)闊(kuo)。而我國現(xian)在(zai)在(zai)這方面(mian)的(de)研究還是不夠的(de),如果能夠利用我們(men)現(xian)有的(de)激(ji)(ji)光技(ji)(ji)術(shu),開發配套的(de)激(ji)(ji)光清洗設(she)備,并使之(zhi)投入生產,實(shi)現(xian)產業化,是完全可能的(de)。隨著激(ji)(ji)光器成本(ben)的(de)下降,必將使得(de)激(ji)(ji)光清洗技(ji)(ji)術(shu)逐漸得(de)以普及,這對推動高新技(ji)(ji)術(shu)產業發展的(de)本(ben)身(shen)也(ye)是有重要意義的(de)。
