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MOPA脉冲激光清洗技术与应用

MOPA脉冲激光清洗技术与应用
激光清洗是一种新兴的材料表面清洁处理技术，可以替代传统的酸洗、喷砂和高压水枪清洗。激光清洗机采用便携清洗头和光纤激光器，柔性传输、可控性好、适用材料广、效率高、成效好，近年来在轨道交通、石油石化、汽车模具等领域得到越来越广阔的应用。
激光清洗的实质是利用激光高能量密度的特点，破坏附着在基材表面的污染物同时又不损伤基材的过程。根据被清洗的基材与污染物的光学特征分析，可将激光清洗机制分为两大类：一类是利用污染物与基体对某一波长激光能量的吸收率的差别，使激光能量被污染物吸收，从而使污染物受热膨胀或汽化挥发。另一类是对于基材与污染物对激光吸收率差别不大，利用高频率、高功率的脉冲激光器冲击物体表面，冲击波使污染物发生爆裂并脱离基材表面。
金属表面的除锈、除漆、除油和除氧化层是目前激光清洗应用比较多的领域。除浮锈对激光功率密度要求低，采用光束质量较差的超大能量的脉冲激光器如连续激光器就能够实现。除致密氧化层一般需要采用功率密度较高的近单模脉冲能量在1.5mJ左右的MOPA激光器。其他的污染物则要根据其吸光特性和清洗的难易程度选择合适的光源。

除了金属材料清洗，采用常规的MOPA脉冲激光器做玻璃清洗，容易造成玻璃过热炸裂。光源采用特殊的脉冲设计和超高的峰值功率，可以效率高地清理玻璃表面的油漆污渍而不伤及玻璃基材。此类光源同样还适用于印刷滚筒等精细模具的清洗，既保证深度清洁又不伤及基材。
激光清洗可以采用机台或者机械臂的方式进行安装使用，一般适用于产线设备或者大型构件的清洗。更多的，激光清洗通常采用便携式的手持清洗头，可以更为灵活地处理异形工件。常规的高功率MOPA脉冲激光器的隔离头为了保证散热，体积尺寸很大，导致清洗头的尺寸也很大，增加了工作人员的负担。为此，开发了采用紧凑小巧的GMC清洗专用机型系列产品，将隔离头和准直输出头分离，采用结构更为紧凑小巧的QCS输出头，使得适配的激光清洗头极为轻巧方便。