激光清洗光學(xué)元件表面污染的機理與應(yīng)用研究.pdf

1、激光清洗技術(shù)是利用激光與物質(zhì)通過直接或者間接的相互作用，將污染物從待清洗物體表面去除，來達到清洗的目的。激光清洗技術(shù)具有很多優(yōu)勢，它能夠通過調(diào)節(jié)激光參數(shù)來清洗不同的污染物，適用范圍廣，且清洗效率高、無污染、成本低、能夠清洗微米及亞微米的顆粒污染物。
　　在大型高功率固體激光裝置中，光學(xué)元件受到顆粒、油脂類污染物污染后，降低了光學(xué)元件的損傷閾值，嚴重影響激光最終輸出通量，所以有必要對其表面的污染進行清洗。而傳統(tǒng)的清洗技術(shù)很難將細小的

2、顆粒污染物去除，本文針對光學(xué)元件的污染情況，選取K9玻璃表面污染物的清洗作為研究對象，進行了理論分析和實驗研究，目的是找到最佳的清洗參數(shù)。通過激光干式清洗法、激光等離子體沖擊波清洗法對K9玻璃表面的顆粒污染物進行了清洗，作為對比，本文還采用了射頻等離子體清洗法對K9玻璃表面的顆粒和油脂類污染物進行清洗，采用光學(xué)顯微鏡、紫外-可見近紅外分光光度計、圖像分析軟件、表面顆粒儀對其清洗效果進行了分析，主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下：
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3、用波長為355nm的脈沖激光對K9玻璃表面上的灰塵顆粒和Al2O3顆粒進行直接輻照清洗，并檢測其清洗效果，分析了光斑面積、激光能量、作用發(fā)次對清洗效果的影響，獲得了激光干式清洗K9玻璃表面灰塵污染物的最佳工藝參數(shù)為：光斑面積3.4 mm2，激光能量密度約為4.3 J/cm2，作用發(fā)次為5發(fā)。此參數(shù)清洗既有較好的清洗效果，又不會對K9玻璃基底產(chǎn)生損傷，且可以實現(xiàn)定點清洗，能夠有效清除微米級甚至亞微米級污染物。
　　（2）使用激光誘導(dǎo)

4、等離子體沖擊波法清洗 K9玻璃表面的灰塵顆粒，檢測效果表明能取得較高的清洗效率，并獲得清洗效率同作用距離、清洗發(fā)次的關(guān)系曲線，清洗效率和清洗面積隨著距離的增大迅速減小，清洗效率隨著發(fā)次的增加而增加。當(dāng)激光聚焦點離待清洗物基底表面的距離為1.0mm、激光作用發(fā)次為10發(fā)次時，達到最佳的清洗效率。
　　（3）進行射頻等離子體清洗 K9玻璃表面二灰塵顆粒和機油污染物，分析了其清洗效果，并與激光清洗做了對比，在清洗顆粒物方面，其清洗效率不