หลักการ ประเภท และการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์

หลักการ ประเภท และการประยุกต์ใช้ของการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์เทคโนโลยี

เทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์เป็นการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีเลเซอร์ที่ประสบความสำเร็จในสาขาวิศวกรรม หลักการพื้นฐานคือการใช้ความหนาแน่นพลังงานสูงของเลเซอร์เพื่อทำปฏิกิริยากับสิ่งปนเปื้อนที่เกาะติดอยู่บนพื้นผิวของชิ้นงาน ทำให้สิ่งปนเปื้อนเหล่านั้นแยกตัวออกจากพื้นผิวในรูปแบบของการขยายตัวทางความร้อน การหลอมเหลว และการระเหยของก๊าซอย่างฉับพลัน เทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์มีประสิทธิภาพสูง เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และประหยัดพลังงาน ได้มีการนำไปประยุกต์ใช้ประสบความสำเร็จในด้านต่างๆ เช่น การทำความสะอาดแม่พิมพ์ยาง การลอกสีตัวถังเครื่องบิน และการบูรณะโบราณวัตถุ

เทคโนโลยีการทำความสะอาดแบบดั้งเดิม ได้แก่การทำความสะอาดด้วยแรงเสียดทานเชิงกล(การทำความสะอาดด้วยการพ่นทราย การทำความสะอาดด้วยน้ำแรงดันสูง ฯลฯ) การทำความสะอาดด้วยสารเคมีกัดกร่อน การทำความสะอาดด้วยคลื่นอัลตราโซนิค การทำความสะอาดด้วยน้ำแข็งแห้ง ฯลฯ เทคโนโลยีการทำความสะอาดเหล่านี้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ ตัวอย่างเช่น การทำความสะอาดด้วยการพ่นทรายสามารถขจัดคราบสนิม รอยขรุขระบนพื้นผิวโลหะ และสารเคลือบเงาสามชั้นบนแผงวงจรได้โดยการเลือกใช้สารขัดถูที่มีความแข็งต่างกัน เทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยสารเคมีกัดกร่อนถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการทำความสะอาดคราบน้ำมันบนพื้นผิวอุปกรณ์ คราบตะกรันในหม้อไอน้ำ และท่อส่งน้ำมัน แม้ว่าเทคโนโลยีการทำความสะอาดเหล่านี้จะได้รับการพัฒนามาอย่างดีแล้ว แต่ก็ยังคงมีปัญหาอยู่บ้าง ตัวอย่างเช่น การทำความสะอาดด้วยการพ่นทรายอาจทำให้พื้นผิวที่ทำความสะอาดเสียหายได้ง่าย และการทำความสะอาดด้วยสารเคมีกัดกร่อนอาจก่อให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมและการกัดกร่อนของพื้นผิวที่ทำความสะอาดหากไม่ได้รับการจัดการอย่างเหมาะสม การเกิดขึ้นของเทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ถือเป็นการปฏิวัติเทคโนโลยีการทำความสะอาด มันใช้ประโยชน์จากความหนาแน่นของพลังงานสูง ความแม่นยำสูง และการส่งผ่านพลังงานเลเซอร์ที่มีประสิทธิภาพ และมีข้อได้เปรียบที่ชัดเจนเหนือกว่าเทคโนโลยีการทำความสะอาดแบบดั้งเดิมในแง่ของประสิทธิภาพการทำความสะอาด ความแม่นยำในการทำความสะอาด และตำแหน่งการทำความสะอาด สามารถหลีกเลี่ยงมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมที่เกิดจากการทำความสะอาดด้วยสารเคมีกัดกร่อนและเทคโนโลยีการทำความสะอาดอื่นๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และจะไม่ก่อให้เกิดความเสียหายต่อพื้นผิว

เดอะหลักการของการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์

การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์คืออะไร? การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์เป็นกระบวนการที่ใช้ลำแสงเลเซอร์ในการกำจัดวัสดุออกจากพื้นผิวของของแข็ง (หรือบางครั้งก็ของเหลว) ที่ความเข้มแสงเลเซอร์ต่ำ วัสดุจะถูกความร้อนจากพลังงานเลเซอร์ที่ดูดซับและระเหยหรือกลายเป็นไอ ที่ความเข้มแสงเลเซอร์สูง วัสดุมักจะกลายเป็นพลาสมา โดยทั่วไป การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์หมายถึงการกำจัดวัสดุโดยใช้เลเซอร์แบบพัลส์ แต่ถ้าความเข้มของเลเซอร์สูงพอ ก็สามารถใช้ลำแสงเลเซอร์แบบต่อเนื่องในการกำจัดวัสดุได้ เลเซอร์เอ็กไซเมอร์ที่มีแสงอัลตราไวโอเลตความเข้มสูงมักใช้สำหรับการกำจัดด้วยแสง ความยาวคลื่นของเลเซอร์ที่ใช้สำหรับการกำจัดด้วยแสงอยู่ที่ประมาณ 200 นาโนเมตร ความลึกของการดูดซับพลังงานเลเซอร์และปริมาณวัสดุที่ถูกกำจัดโดยพัลส์เลเซอร์แต่ละครั้งขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางแสงของวัสดุ รวมถึงความยาวคลื่นและความยาวของพัลส์เลเซอร์ มวลรวมที่ถูกกำจัดออกจากเป้าหมายโดยพัลส์เลเซอร์แต่ละครั้งมักเรียกว่าอัตราการกำจัด ความเร็วในการสแกนของลำแสงเลเซอร์และการครอบคลุมของเส้นสแกน ฯลฯ จะส่งผลกระทบอย่างมากต่อกระบวนการกำจัด

ประเภทของเทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์

1) การทำความสะอาดแบบแห้งด้วยเลเซอร์: การทำความสะอาดแบบแห้งด้วยเลเซอร์หมายถึงการฉายแสงเลเซอร์แบบพัลส์ไปยังชิ้นงานโดยตรง ทำให้สิ่งสกปรกบนพื้นผิวดูดซับพลังงานและอุณหภูมิสูงขึ้น ส่งผลให้เกิดการขยายตัวหรือการสั่นสะเทือนทางความร้อนของพื้นผิว ทำให้สิ่งสกปรกแยกออกจากกัน วิธีนี้สามารถแบ่งออกได้เป็นสองกรณีใหญ่ๆ คือ กรณีแรกคือสิ่งสกปรกบนพื้นผิวดูดซับพลังงานเลเซอร์และขยายตัว และกรณีที่สองคือพื้นผิวดูดซับพลังงานเลเซอร์และเกิดการสั่นสะเทือนทางความร้อน ในปี 1969 SM Bedair และคณะได้ค้นพบว่าวิธีการปรับสภาพพื้นผิวต่างๆ เช่น การอบชุบด้วยความร้อน การกัดกร่อนทางเคมี และการพ่นทราย ล้วนมีข้อเสียที่แตกต่างกัน ในขณะเดียวกัน ความหนาแน่นของพลังงานสูงหลังจากการโฟกัสเลเซอร์สามารถทำให้เกิดปรากฏการณ์การระเหยของพื้นผิววัสดุได้ ซึ่งทำให้สามารถทำความสะอาดพื้นผิววัสดุได้โดยไม่ทำลายชิ้นงาน จากการทดลองพบว่า การใช้เลเซอร์ Q-switched ชนิดทับทิมที่มีความหนาแน่นพลังงาน 30 MW/cm2 สามารถทำความสะอาดสิ่งปนเปื้อนบนพื้นผิววัสดุซิลิคอนได้โดยไม่ทำลายพื้นผิว และเป็นครั้งแรกที่มีการทำความสะอาดสิ่งปนเปื้อนบนพื้นผิววัสดุแบบแห้งด้วยเลเซอร์ อัตราโดยรวมสามารถแสดงได้ด้วยอัตราการหลุดลอกของเศษฟิล์มชั้นต่างๆ ดังนี้:

ในสูตร ε แทนดัชนีพลังงานพัลส์เลเซอร์ h แทนดัชนีความหนาของชั้นฟิล์มมลพิษ และ E แทนดัชนีโมดูลัสความยืดหยุ่นของชั้นฟิล์ม

2) การทำความสะอาดแบบเปียกด้วยเลเซอร์: ก่อนนำชิ้นงานไปสัมผัสกับเลเซอร์แบบพัลส์ จะต้องเคลือบผิวชิ้นงานด้วยฟิล์มของเหลวก่อน เมื่อได้รับแสงเลเซอร์ อุณหภูมิของฟิล์มของเหลวจะสูงขึ้นอย่างรวดเร็วและระเหยกลายเป็นไอ ในขณะที่ระเหยนั้น จะเกิดคลื่นกระแทกขึ้น ซึ่งจะไปกระทบกับอนุภาคสิ่งสกปรกและทำให้หลุดออกจากพื้นผิว วิธีนี้จำเป็นต้องให้พื้นผิวและฟิล์มของเหลวไม่ทำปฏิกิริยากัน จึงจำกัดขอบเขตของวัสดุที่สามารถใช้งานได้ ในปี 1991 K. Imen และคณะ ได้ศึกษาปัญหาของอนุภาคสิ่งสกปรกขนาดเล็กกว่าไมครอนที่ตกค้างอยู่บนพื้นผิวของแผ่นเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์และวัสดุโลหะหลังจากใช้วิธีการทำความสะอาดแบบดั้งเดิม และได้ศึกษาการประยุกต์ใช้การเคลือบฟิล์มบนพื้นผิวของวัสดุที่สามารถดูดซับพลังงานเลเซอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ต่อมา การใช้เลเซอร์ CO2 ฟิล์มจะดูดซับพลังงานเลเซอร์และมีอุณหภูมิสูงขึ้นอย่างรวดเร็วและเดือด ทำให้เกิดการระเหยอย่างรุนแรง ซึ่งจะกำจัดสิ่งสกปรกออกจากพื้นผิว วิธีการทำความสะอาดนี้เรียกว่า การทำความสะอาดแบบเปียกด้วยเลเซอร์

3) การทำความสะอาดด้วยคลื่นกระแทกพลาสมาเลเซอร์: คลื่นกระแทกพลาสมาเลเซอร์เกิดขึ้นเมื่อเลเซอร์ฉายแสงไปยังตัวกลางที่เป็นอากาศ ทำให้เกิดคลื่นกระแทกพลาสมาทรงกลมขึ้น คลื่นกระแทกนี้จะส่งผลต่อพื้นผิวของชิ้นงานที่จะทำความสะอาดและปล่อยพลังงานออกมาเพื่อกำจัดสิ่งสกปรก เลเซอร์จะไม่ส่งผลต่อวัสดุพื้นผิว จึงไม่ทำให้วัสดุพื้นผิวเสียหาย เทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยคลื่นกระแทกพลาสมาเลเซอร์ในปัจจุบันสามารถทำความสะอาดอนุภาคที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางหลายสิบนาโนเมตรได้ และไม่มีข้อจำกัดเกี่ยวกับความยาวคลื่นของเลเซอร์ หลักการทางกายภาพของการทำความสะอาดด้วยพลาสมาสามารถสรุปได้ดังนี้: ก) ลำแสงเลเซอร์ที่ปล่อยออกมาจะถูกดูดซับโดยชั้นสิ่งสกปรกบนพื้นผิวที่ทำการรักษา ข) การดูดซับในปริมาณมากจะก่อให้เกิดพลาสมา (ก๊าซที่ไม่เสถียรที่มีการแตกตัวเป็นไอออนสูง) ที่ขยายตัวอย่างรวดเร็วและสร้างคลื่นกระแทก ค) คลื่นกระแทกทำให้สิ่งสกปรกแตกตัวและถูกกำจัดออกไป ง) ความกว้างของพัลส์แสงต้องสั้นพอที่จะหลีกเลี่ยงการสะสมความร้อนที่อาจทำให้พื้นผิวที่ทำการรักษาเสียหายได้ e) การทดลองแสดงให้เห็นว่าเมื่อมีออกไซด์อยู่บนพื้นผิวโลหะ จะเกิดพลาสมาขึ้นบนพื้นผิวโลหะ พลาสมาจะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อความหนาแน่นของพลังงานเกินค่าเกณฑ์ ซึ่งขึ้นอยู่กับชั้นสิ่งปนเปื้อนหรือชั้นออกไซด์ที่ถูกกำจัดออกไป ผลกระทบของค่าเกณฑ์นี้มีความสำคัญมากสำหรับการทำความสะอาดอย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะเดียวกันก็ต้องมั่นใจในความปลอดภัยของวัสดุพื้นผิวด้วย การปรากฏของพลาสมายังมีค่าเกณฑ์ที่สอง หากความหนาแน่นของพลังงานเกินค่าเกณฑ์นี้ วัสดุพื้นผิวจะเสียหาย เพื่อให้การทำความสะอาดมีประสิทธิภาพในขณะที่มั่นใจในความปลอดภัยของวัสดุพื้นผิว พารามิเตอร์ของเลเซอร์จะต้องได้รับการปรับตามสถานการณ์เพื่อให้แน่ใจว่าความหนาแน่นของพลังงานของพัลส์แสงอยู่ระหว่างค่าเกณฑ์ทั้งสองอย่างเคร่งครัด ในปี 2544 JM Lee และคณะ ได้ใช้คุณลักษณะที่ว่าเลเซอร์กำลังสูงสร้างคลื่นกระแทกพลาสมาเมื่อโฟกัส และใช้เลเซอร์พัลส์ที่มีความหนาแน่นของพลังงาน 2.0 J/cm2 (สูงกว่าค่าเกณฑ์ความเสียหายของแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนมาก) ฉายแสงขนานกับแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอน และทำความสะอาดอนุภาคทังสเตนขนาด 1 μm ที่ดูดซับอยู่บนพื้นผิวของแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนได้สำเร็จ วิธีการทำความสะอาดนี้เรียกว่าการทำความสะอาดด้วยคลื่นกระแทกพลาสมาเลเซอร์ และโดยเคร่งครัดแล้ว การทำความสะอาดด้วยคลื่นกระแทกพลาสมาเลเซอร์เป็นประเภทหนึ่งของการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์แบบแห้ง จุดประสงค์ดั้งเดิมของเทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ทั้งสามแบบนี้คือการทำความสะอาดอนุภาคขนาดเล็กบนพื้นผิวของแผ่นเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์ อาจกล่าวได้ว่าเทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์เกิดขึ้นพร้อมกับการพัฒนาเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์ อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ได้ถูกนำไปประยุกต์ใช้ในด้านอื่นๆ อย่างต่อเนื่อง เช่น การทำความสะอาดแม่พิมพ์ยาง การลอกสีตัวถังเครื่องบิน และการฟื้นฟูพื้นผิวของสิ่งประดิษฐ์ ในขณะที่อยู่ภายใต้การฉายรังสีเลเซอร์ ก๊าซเฉื่อยจะถูกเป่าไปยังพื้นผิวของวัสดุ เมื่อสิ่งปนเปื้อนหลุดออกจากพื้นผิวแล้ว ก๊าซจะเป่าสิ่งปนเปื้อนเหล่านั้นออกจากพื้นผิวทันทีเพื่อป้องกันการปนเปื้อนซ้ำและการเกิดออกซิเดชันของพื้นผิว

เดอะการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์

1) ในด้านเซมิคอนดักเตอร์ การทำความสะอาดแผ่นเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์และวัสดุรองรับทางแสงนั้นใช้กระบวนการเดียวกัน คือการแปรรูปวัตถุดิบให้ได้รูปทรงที่ต้องการผ่านการตัด การเจียร ฯลฯ ในระหว่างกระบวนการนี้ จะมีการปนเปื้อนของอนุภาคเกิดขึ้น ซึ่งยากต่อการกำจัดและก่อให้เกิดปัญหาการปนเปื้อนซ้ำซากอย่างรุนแรง สารปนเปื้อนบนพื้นผิวของแผ่นเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์สามารถส่งผลกระทบต่อคุณภาพการพิมพ์บนแผงวงจร ทำให้ลดอายุการใช้งานของชิปเซมิคอนดักเตอร์ลง สารปนเปื้อนบนพื้นผิวของวัสดุรองรับทางแสงสามารถส่งผลกระทบต่อคุณภาพของอุปกรณ์และสารเคลือบทางแสง และอาจนำไปสู่การกระจายพลังงานที่ไม่สม่ำเสมอ ทำให้ลดอายุการใช้งานลง เนื่องจากเลเซอร์แบบแห้งมีแนวโน้มที่จะทำให้พื้นผิวของวัสดุรองรับเสียหาย วิธีการทำความสะอาดนี้จึงไม่ค่อยได้ใช้ในการทำความสะอาดแผ่นเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์และวัสดุรองรับทางแสง การทำความสะอาดแบบเปียกด้วยเลเซอร์และการทำความสะอาดด้วยคลื่นกระแทกพลาสมาด้วยเลเซอร์ประสบความสำเร็จในการใช้งานในด้านนี้มากกว่า (Xu Chuanyi et al.) งานวิจัยชิ้นหนึ่งศึกษาการตกตะกอนของสีแม่เหล็กชนิดพิเศษขนาดไมโครบนพื้นผิวของวัสดุพื้นผิวทางแสงที่เรียบมากเป็นพิเศษในฐานะฟิล์มไดอิเล็กทริก จากนั้นใช้เลเซอร์แบบพัลส์ในการทำความสะอาด ผลการทำความสะอาดดี แม้ว่าจำนวนอนุภาคสิ่งสกปรกต่อหน่วยพื้นที่จะเพิ่มขึ้น แต่ขนาดและพื้นที่การปกคลุมของอนุภาคสิ่งสกปรกนั้นลดลงอย่างมาก วิธีนี้สามารถทำความสะอาดอนุภาคสิ่งสกปรกขนาดไมโครบนพื้นผิวของวัสดุพื้นผิวทางแสงที่เรียบมากเป็นพิเศษได้อย่างมีประสิทธิภาพ Zhang Ping ศึกษาอิทธิพลของระยะการทำงานและพลังงานเลเซอร์ต่อผลการทำความสะอาดของสิ่งปนเปื้อนที่มีขนาดอนุภาคต่างกันในเทคโนโลยีการทำความสะอาดพลาสมาเลเซอร์ ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าสำหรับอนุภาคโพลีสไตรีนบนวัสดุพื้นผิวแก้วนำไฟฟ้า ระยะการทำงานที่เหมาะสมที่สุดสำหรับพลังงาน 240 มิลลิจูล คือ 1.90 มิลลิเมตร เมื่อพลังงานเลเซอร์เพิ่มขึ้น ผลการทำความสะอาดก็ดีขึ้นอย่างมาก และสิ่งปนเปื้อนที่มีอนุภาคขนาดใหญ่ก็ทำความสะอาดได้ง่ายขึ้น

2) ในด้านวัสดุโลหะ การทำความสะอาดพื้นผิววัสดุโลหะแตกต่างจากการทำความสะอาดแผ่นเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์และพื้นผิววัสดุเชิงแสง สารปนเปื้อนที่ต้องทำความสะอาดจัดอยู่ในประเภทที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า สารปนเปื้อนบนพื้นผิววัสดุโลหะส่วนใหญ่ประกอบด้วยชั้นออกไซด์ (ชั้นสนิม) ชั้นสี ชั้นเคลือบ และสิ่งยึดติดอื่นๆ และสามารถจำแนกได้เป็นสารปนเปื้อนอินทรีย์ (เช่น ชั้นสี ชั้นเคลือบ) และสารปนเปื้อนอนินทรีย์ (เช่น ชั้นสนิม) การทำความสะอาดสารปนเปื้อนบนพื้นผิววัสดุโลหะส่วนใหญ่เพื่อตอบสนองความต้องการของการแปรรูปหรือการใช้งานในภายหลัง เช่น การกำจัดชั้นออกไซด์ประมาณ 10 ไมโครเมตรออกจากพื้นผิวชิ้นส่วนโลหะผสมไทเทเนียมก่อนการเชื่อม การกำจัดสีเคลือบเดิมบนพื้นผิวระหว่างการซ่อมแซมครั้งใหญ่ของเครื่องบินเพื่ออำนวยความสะดวกในการพ่นสีใหม่ และการทำความสะอาดอนุภาคยางที่ติดอยู่กับแม่พิมพ์ยางรถยนต์อย่างสม่ำเสมอเพื่อให้แน่ใจว่าพื้นผิวสะอาดและคุณภาพและอายุการใช้งานของแม่พิมพ์ ขีดจำกัดความเสียหายของวัสดุโลหะสูงกว่าขีดจำกัดการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ของสารปนเปื้อนบนพื้นผิว การเลือกใช้เลเซอร์ที่มีกำลังเหมาะสมจะช่วยให้ได้ผลลัพธ์การทำความสะอาดที่ดีขึ้น เทคโนโลยีนี้ได้รับการประยุกต์ใช้ในบางสาขาอย่างแพร่หลายแล้ว Wang Lihua และคณะ ได้ศึกษาการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ในการบำบัดชั้นออกไซด์บนพื้นผิวของโลหะผสมอะลูมิเนียมและโลหะผสมไทเทเนียม ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่า การใช้เลเซอร์ที่มีความหนาแน่นพลังงาน 5.1 J/cm² สามารถทำความสะอาดชั้นออกไซด์บนพื้นผิวของโลหะผสมอะลูมิเนียม A5083-111H ได้โดยยังคงรักษาคุณภาพของวัสดุพื้นฐานไว้ได้ และการใช้เลเซอร์แบบพัลส์ที่มีกำลังเฉลี่ย 100 วัตต์ในลักษณะการสแกน สามารถทำความสะอาดชั้นออกไซด์บนพื้นผิวของโลหะผสมไทเทเนียมได้อย่างมีประสิทธิภาพและช่วยเพิ่มความแข็งของพื้นผิววัสดุได้ บริษัทในประเทศ เช่น Ruike Laser, Daqu Laser และ Shenzhen Chuangxin ได้พัฒนาอุปกรณ์ทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการทำความสะอาดแม่พิมพ์ยาง เช่น ยางรถยนต์ ชั้นสนิมโลหะ และคราบน้ำมันบนพื้นผิวของชิ้นส่วนต่างๆ

3) ในด้านโบราณวัตถุ การทำความสะอาดโบราณวัตถุที่เป็นโลหะ หิน และพื้นผิวกระดาษเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อขจัดสิ่งปนเปื้อน เช่น ฝุ่นและคราบหมึกที่ปรากฏบนพื้นผิวเนื่องจากประวัติศาสตร์อันยาวนาน จำเป็นต้องกำจัดสิ่งปนเปื้อนเหล่านี้เพื่อฟื้นฟูโบราณวัตถุ สำหรับงานกระดาษ เช่น งานเขียนพู่กันและภาพวาด หากเก็บรักษาไม่ถูกต้อง เชื้อราจะเจริญเติบโตบนพื้นผิวและก่อให้เกิดคราบ คราบเหล่านี้ส่งผลกระทบอย่างร้ายแรงต่อรูปลักษณ์ดั้งเดิมของกระดาษ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกระดาษที่มีคุณค่าทางวัฒนธรรมหรือประวัติศาสตร์สูง ซึ่งจะส่งผลต่อการชื่นชมและการอนุรักษ์ Zhao Ying และคณะได้ศึกษาความเป็นไปได้ของการใช้เลเซอร์อัลตราไวโอเลตในการทำความสะอาดคราบเชื้อราบนม้วนกระดาษ ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่า การใช้เลเซอร์ที่มีความหนาแน่นพลังงาน 3.2 J/mm2 สแกนเพียงครั้งเดียวสามารถกำจัดคราบบางๆ ได้ และการสแกนสองครั้งสามารถกำจัดคราบได้อย่างสมบูรณ์ อย่างไรก็ตาม หากใช้พลังงานเลเซอร์สูงเกินไป จะทำให้ม้วนกระดาษเสียหายขณะกำจัดคราบ Zhang Xiaotong และคณะ มีการบูรณะโบราณวัตถุสำริดปิดทองได้สำเร็จโดยใช้วิธีการฉายแสงเลเซอร์แนวตั้งแบบฟิล์มเหลว จาง หลี่เฉิงและคณะใช้เทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ในการบูรณะรูปปั้นดินเผาผู้หญิงสมัยราชวงศ์ฮั่น หยวน เสี่ยวตงและคณะศึกษาผลของเทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ในการทำความสะอาดโบราณวัตถุหิน และเปรียบเทียบความเสียหายของตัวหินทรายก่อนและหลังการทำความสะอาด รวมถึงผลการทำความสะอาดคราบหมึก คราบควัน และคราบสี

สรุป: เทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์เป็นเทคนิคที่ค่อนข้างก้าวหน้า มีโอกาสในการวิจัยและการประยุกต์ใช้ที่กว้างขวางในสาขาที่มีความแม่นยำสูง เช่น อวกาศ อุปกรณ์ทางทหาร และวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์และไฟฟ้า ปัจจุบัน เทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ได้รับการประยุกต์ใช้สำเร็จในบางด้านแล้ว เนื่องจากมีประสิทธิภาพสูง เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และมีสมรรถนะการทำความสะอาดที่ยอดเยี่ยม ขอบเขตการใช้งานกำลังขยายตัวอย่างต่อเนื่อง การพัฒนาเทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ไม่เพียงแต่ได้รับการประยุกต์ใช้อย่างสมบูรณ์ในด้านต่างๆ เช่น การลอกสีและการกำจัดสนิม แต่ยังมีรายงานการใช้เลเซอร์ในการทำความสะอาดชั้นออกไซด์บนสายโลหะในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การขยายขอบเขตการใช้งานที่มีอยู่และการพัฒนาสาขาใหม่ๆ เป็นพื้นฐานของการพัฒนาเทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ การวิจัยและพัฒนาอุปกรณ์ทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ใหม่ๆ จะแสดงให้เห็นถึงความแตกต่าง ส่งผลให้มีฟังก์ชันการทำงานที่หลากหลาย ในอนาคต การบรรลุการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์แบบอัตโนมัติอย่างสมบูรณ์โดยความร่วมมือกับหุ่นยนต์อุตสาหกรรมก็เป็นไปได้เช่นกัน แนวโน้มการพัฒนาของเทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์มีดังนี้:

(1) เสริมสร้างการวิจัยเกี่ยวกับทฤษฎีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์เพื่อเป็นแนวทางในการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ หลังจากตรวจสอบเอกสารจำนวนมากแล้ว พบว่าไม่มีระบบทฤษฎีที่สมบูรณ์รองรับเทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ และการศึกษาส่วนใหญ่อาศัยการทดลองเป็นหลัก การสร้างระบบทฤษฎีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์เป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนาและความสมบูรณ์ของเทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ต่อไป

(2) การขยายขอบเขตการใช้งานที่มีอยู่และขอบเขตการใช้งานใหม่ เทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ประสบความสำเร็จในการนำไปใช้ในด้านต่างๆ เช่น การลอกสีและการกำจัดสนิม และมีรายงานการใช้เลเซอร์ในการทำความสะอาดชั้นออกไซด์บนลวดโลหะในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การขยายขอบเขตการใช้งานที่มีอยู่และการพัฒนาขอบเขตใหม่ๆ ถือเป็นพื้นฐานที่อุดมสมบูรณ์สำหรับการพัฒนาเทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์

(3) การวิจัยและพัฒนาอุปกรณ์ทำความสะอาดด้วยเลเซอร์แบบใหม่ การพัฒนาอุปกรณ์ทำความสะอาดด้วยเลเซอร์แบบใหม่จะมีความแตกต่างกัน ประเภทหนึ่งคืออุปกรณ์ที่มีความสามารถรอบด้านครอบคลุมหลายสาขาการใช้งาน เช่น อุปกรณ์เดียวที่สามารถกำจัดสีและสนิมได้พร้อมกัน อีกประเภทหนึ่งคืออุปกรณ์เฉพาะทางสำหรับความต้องการเฉพาะ เช่น การออกแบบอุปกรณ์ยึดหรือใยแก้วนำแสงเฉพาะเพื่อทำความสะอาดมลพิษในพื้นที่ขนาดเล็ก การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์แบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบโดยความร่วมมือกับหุ่นยนต์อุตสาหกรรมก็เป็นทิศทางการใช้งานที่ได้รับความนิยมเช่นกัน