脉冲激光清洗与连续波激光清洗：对比分析 - 博客

激光清洗彻底革新了表面处理和修复领域，为传统的喷砂或化学清洗等方法提供了一种非接触式、环保且高精度的替代方案。然而，并非所有激光清洗系统都相同。其根本区别在于工作模式：脉冲激光清洗和连续波（CW）激光清洗。了解它们的区别对于选择合适的工具至关重要。

脉冲激光清洗：顾名思义，这种方法以极短的、高功率脉冲的形式发射激光能量。这些脉冲持续时间仅为纳秒 (ns)、皮秒 (ps) 甚至飞秒 (fs)。能量几乎瞬间释放，随后进入一段无活动期。
连续波（CW）激光清洗：这种方法发射持续稳定的激光能量流，就像激光笔一样。功率输出随时间保持稳定。

能量输送方面的这种差异是其性能和应用方面所有后续差异的根本原因。

脉冲激光：冲击波效应。单次脉冲的巨大峰值功率会被表面污染物（例如铁锈、油漆、氧化物）吸收。污染物会迅速升温、汽化并发生等离子体膨胀。这会产生一个微型冲击波，将污染物从基材上吹走。该过程速度极快，热能几乎没有时间传递到下方的基材。
连续波激光：热烧蚀效应。恒定的光束提供持续加热，使表面层温度升高，直至污染物燃烧、蒸发或剥离。这是一种更偏向热效应的过程，类似于使用喷灯，但作用尺度在微观层面。

特征	脉冲激光清洗	连续波激光清洗
峰值功率	极高（每脉冲功率为千瓦至兆瓦）	相对较低且恒定（等于其平均功率）
热冲击	最小热影响区 (HAZ)。短脉冲持续时间可防止热量扩散，从而保护基材。	更大的热影响区（HAZ）。持续加热会改变基体金属的微观结构，可能导致退火、熔化或热应力。
清洁精度	极高。非常适合精细作业、处理细节以及进行选择性清洁，而不会损坏基材。	较低。更适合大面积均匀区域的批量去除。有损坏敏感基材的风险。
清洁速度	大面积施工速度较慢，因为它是逐个点施工的。	通常来说，连续清理大面积开阔地面速度更快。
适用于易损基材	极佳。非热机制使其可安全用于电子产品、文物修复和薄涂层。	差。热量积聚使其不适用于热敏材料。
成本与复杂性	由于采用脉冲激光源，通常价格更高、结构更复杂。	对于高功率应用而言，通常更简单、更经济高效。
主要应用	- 去除精密部件上的锈迹/氧化物 - 去除飞机/铝制品上的油漆 - 模具清洗 - 表面纹理处理 - 文物修复	- 大型结构（船舶、船体）的重度除锈 - 大型金属板材的脱漆 - 大规模焊缝清理

脉冲激光器，尤其是超短脉冲（皮秒或飞秒）激光器，最显著的优势在于一种被称为“冷烧蚀”的现象。在此过程中，污染物在被大量热量传导走之前，就通过直接升华（固态到气态）被去除。这使得表面完全洁净，且对底层材料完全没有热损伤，这是连续波激光器无法实现的。

脉冲激光清洗和连续波激光清洗之间的选择，不是哪个更好，而是哪个更适合手头的任务。

当精度、控制和基材安全性至关重要时，脉冲激光器是理想之选。对于高价值、精细或复杂的清洁任务，在此类任务中，保持基材的完整性至关重要，脉冲激光器更是无可争议的首选。
当需要快速、经济高效地去除大型、坚固且对热不敏感表面上的污染物时，连续波激光器是理想之选。它尤其适用于重工业应用，在这些应用中，吞吐量比微观精度更为重要。

总而言之，脉冲激光就像一位技艺精湛的外科医生使用手术刀，而连续波激光则像一根威力强大的消防水管。两者都是非常有效的工具，但它们的设计初衷是为了应对截然不同的挑战。