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MOPA脈沖激光清洗技術與應用

MOPA脈沖激光清洗技術與應用
激光清洗是一種新興的材料表面清潔處理技術，可以替代傳統的酸洗、噴砂和高壓水槍清洗。激光清洗機采用便攜清洗頭和光纖激光器，柔性傳輸、可控性好、適用材料廣、效率高、成效好，近年來在軌道交通、石油石化、汽車模具等領域得到越來越廣闊的應用。
激光清洗的實質是利用激光高能量密度的特點，破壞附著在基材表面的污染物同時又不損傷基材的過程。根據被清洗的基材與污染物的光學特征分析，可將激光清洗機制分為兩大類：一類是利用污染物與基體對某一波長激光能量的吸收率的差別，使激光能量被污染物吸收，從而使污染物受熱膨脹或汽化揮發。另一類是對于基材與污染物對激光吸收率差別不大，利用高頻率、高功率的脈沖激光器沖擊物體表面，沖擊波使污染物發生爆裂并脫離基材表面。
金屬表面的除銹、除漆、除油和除氧化層是目前激光清洗應用比較多的領域。除浮銹對激光功率密度要求低，采用光束質量較差的超大能量的脈沖激光器如連續激光器就能夠實現。除致密氧化層一般需要采用功率密度較高的近單模脈沖能量在1.5mJ左右的MOPA激光器。其他的污染物則要根據其吸光特性和清洗的難易程度選擇合適的光源。

除了金屬材料清洗，采用常規的MOPA脈沖激光器做玻璃清洗，容易造成玻璃過熱炸裂。光源采用特殊的脈沖設計和超高的峰值功率，可以效率高地清理玻璃表面的油漆污漬而不傷及玻璃基材。此類光源同樣還適用于印刷滾筒等精細模具的清洗，既保證深度清潔又不傷及基材。
激光清洗可以采用機臺或者機械臂的方式進行安裝使用，一般適用于產線設備或者大型構件的清洗。更多的，激光清洗通常采用便攜式的手持清洗頭，可以更為靈活地處理異形工件。常規的高功率MOPA脈沖激光器的隔離頭為了保證散熱，體積尺寸很大，導致清洗頭的尺寸也很大，增加了工作人員的負擔。為此，開發了采用緊湊小巧的GMC清洗專用機型系列產品，將隔離頭和準直輸出頭分離，采用結構更為緊湊小巧的QCS輸出頭，使得適配的激光清洗頭極為輕巧方便。