在工業(yè)生產(chǎn)中，清洗是一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的清洗方式，如機(jī)械清洗和化學(xué)清洗，雖然能在一定程度上滿足生產(chǎn)需求，但往往存在靈活性不高、污染環(huán)境等問題。隨著科技的進(jìn)步，激光清洗技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，以其高效、環(huán)保、非接觸式的特點(diǎn)，逐漸成為清洗領(lǐng)域的新寵。其中，光纖脈沖激光中的單模和多模是最常用的兩種激光器類型。那么，它們之間到底有何差異？各自又有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？適用于哪些應(yīng)用場景？本文將為您一一揭曉。

何為單模與多模

激光的模式通常指激光垂直于傳播方向上平面內(nèi)的能量分布狀態(tài)，有單模與多模之分。單模指的是激光器在工作時(shí)，只產(chǎn)生一種模式的激光輸出。單模的能量強(qiáng)度由中心至外緣逐步減弱，能量分布形式為高斯曲線，其光束稱為基模高斯光束。單模輸出的激光束具有光束質(zhì)量高、光束直徑小、發(fā)散角小、能量分布接近理想高斯曲線等特點(diǎn)。此外，單模具有較好的聚焦特性，聚焦光斑小且模式穩(wěn)定性強(qiáng)，適用于需要強(qiáng)去除的清洗場景，如鐵銹等。

多模激光器輸出的光斑則往往由多種模式組合而成，光斑內(nèi)能量分布較為均勻，且模式越多，能量分布越均勻，其光束也稱為平頂光束。與單模相比，多模激光器的光束質(zhì)量較差，發(fā)散角更大，需要更大通光孔徑的光學(xué)系統(tǒng)傳輸且聚焦光斑比單模要大。然而，多模較容易實(shí)現(xiàn)大單脈沖能量、高峰值功率和高平均功率輸出，且能量分布均勻，對于清洗要求損傷小和效率高的場景更具優(yōu)勢，如模具等。

單模與多模激光清洗有哪些優(yōu)缺點(diǎn)

單模激光器由于光束質(zhì)量好、聚焦光斑小和能量密度高等特點(diǎn)，適用于去除強(qiáng)附著力的污染物如青銹等，還適用于對熱輸入敏感的薄材和精密零件的清洗。然而，由于單模能量過于集中，在清洗時(shí)可能對基底材料造成一定的損傷。

對于模具等要求清洗后基材無損傷的場景，則必須選用多模激光器。多模光束能量分布均勻、峰值功率高，可以控制峰值功率密度高于污染物的破壞閾值而低于基材，因此清洗時(shí)能有效去除污染物而不會破壞材料表面的結(jié)構(gòu)。此外，多模的聚焦光斑較大，對于單模和多模能達(dá)到相同清洗效果的場景，多模的清洗效率通常更高。然而，對于強(qiáng)附著的污染物，多模激光清洗可能力不從心。

單模與多模激光器的應(yīng)用場景

基于單模和多模清洗激光器各自的優(yōu)缺點(diǎn)，二者適用的應(yīng)用場景也有所不同。

單模主要應(yīng)用場景：

●金屬除銹：單模激光器的高能量密度使其成為金屬除銹的理想選擇，可以高效去除金屬表面的銹蝕層，激光功率越高，銹斑去除能力越強(qiáng)且效率越高。光至推出1000W高功率單模脈沖激光器，QBH輸出便于集成，具有清洗能力強(qiáng)、效率高等優(yōu)點(diǎn)。

●焊縫氧化物清洗：在焊接過程中，由于加工過程溫度高，焊縫及周圍容易形成氧化物及材料析出雜物影響焊接質(zhì)量與外觀，光至推出200~500W單模激光器，能夠精確清除氧化物，確保焊后外觀及質(zhì)量。

●精密部件清洗：光至推出100~200W單模激光器，QCS輸出，清洗能力強(qiáng)、熱輸出小，材料清洗后變形小、熱影響小。

多模主要應(yīng)用場景：

●模具清洗：模具在使用過程中可能會積累殘留物，如塑料、金屬碎片、灰塵等，這些殘留物會影響產(chǎn)品的表面質(zhì)量，造成產(chǎn)品缺陷。定期清洗模具可以防止腐蝕和磨損，從而延長模具的使用壽命。由于模具基材與污染物特性差異較大，采用平頂光束可以有效去除污染物且不傷模具。光至推出500~1000W方形光斑多模激光器，清洗模具效率高，無損傷基材。

●鈣鈦礦電池清邊：指在薄膜太陽能電池片的邊緣清洗膜層，創(chuàng)建一個(gè)絕緣區(qū)域，利于后續(xù)的封裝工作。光至推出YFPN-1000-GMC-H50-F激光器，方形光斑輸出，能量分布均勻，峰值功率高，能夠一次性清除干凈膜層，玻璃無損傷，效率高。

●激光毛化：采用激光對材料表面進(jìn)行毛化，可以顯著提升材料表面的附著力。根據(jù)不同的毛化粗糙度要求，光至可以提供5mJ，15mJ，50mJ不同單脈沖能量的多模激光器，保證毛化效率的同時(shí)實(shí)現(xiàn)不同的粗糙度要求。

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審核編輯 黃宇