在工业制造、精密加工等领域，金属表面的腐蚀氧化物、器件表面的薄膜污染物等连续污染物，会严重影响产品质量和使用寿命。作为一种绿色、无接触的清洁技术，连续污染物的干式激光清洗无需液体介质，能精准剥离连续污染层且不损伤基底，其相关机理的研究已成为行业热点。作为深耕激光清洗领域多年的行业专家，笔者将以通俗视角，客观梳理这项技术的研究成果、核心模型及清洗机理，带大家读懂连续污染物干式激光清洗的技术逻辑与应用价值。
连续污染物与微小颗粒污染物不同，其呈连续层状分布，与基底结合更为紧密，因此干式激光清洗的机理更复杂，对模型构建和参数调控的要求也更高。多年来，国内外科研团队围绕其清洗机理开展了大量研究，建立了多种理论模型，为技术落地和优化提供了坚实支撑。
在国外研究方面，众多科研团队从不同角度构建模型、探索机理。Jette等科研人员率先建立了低温下脉冲激光清洗金属表面的模型，通过模拟计算，明确了金属表面的损伤阈值和连续污染膜层的去除过程，为低温环境下的激光清洗提供了理论参考。Tomas等则针对纯钨光阴极的激光清洗过程，建立了现象学模型，结合光发射电荷的实验数据进行拟合，成功估算出清洗过程中表面的污染率和功函数，完善了特殊材质基底的清洗理论。
Watkins等科研人员聚焦激光入射角的影响，提出了专门的模型，清晰解释了激光入射角与清洗效率之间的关联，为实际清洗中激光角度的调控提供了依据。Bloisi等则将清洗效率与清洗脉冲期间的表面变形特性相结合，建立了简单的力学模型，专门应用于“背向”激光清洗纤维素材料（如纸和棉）的实验研究，让干式激光清洗的应用场景进一步拓展。
Lee等采用三维有限元方法，深入研究了纳秒脉冲激光烧蚀连续污染物的过程，通过模拟优化了清洗参数，并与实验结果进行对比验证，让参数设置更具科学性和实用性。Gupta等则针对玻璃衬底上钼膜这类连续薄膜污染物，模拟预测了其清洗的机械屈曲机制，提出激光会先使钼膜膨胀拉伸，随后发生弯曲，最终导致薄膜剥落，为薄膜类污染物的清洗提供了新的理论视角。
国内科研团队在连续污染物干式激光清洗领域也取得了丰硕成果，南开大学宋峰课题组的研究尤为突出。该课题组首先建立了一维短脉冲激光除漆模型，计算出热膨胀产生的热应力，明确了热应力在短脉冲激光清洗油漆这一连续污染物过程中的核心作用。
此后，针对传统干式激光清洗热弹性振动理论模型的不足，该课题组又建立了更精准的双层热弹性振动模型，重点考虑了污染物与基底的热弹性振动及二者的相互作用。通过模型解析和数值求解，得出了清洗过程中污染物与基底各自的温度、位移分布及时间变化规律，计算出污染物脱离所需的应力、清洗阈值和基底损伤阈值，详细分析了基底温度、污染物力学性质、激光脉冲宽度等因素对清洗效果的影响，证实了考虑污染物振动效应的重要性。
其他国内科研团队也在不断探索优化。周桂莲等在激光清洗模具表面连续污染物时，考虑到材料热物性随温度的变化，建立了有限元模型，利用ANSYS软件模拟出模具表面的温度分布，明确了激光功率和扫描速度对温度场的影响，为模具清洗的参数优化提供了支撑。Yue等则用有限元模型成功模拟了锥形微槽内连续污染物的激光清洗，解决了复杂结构表面的清洗理论难题。
Zhang等建立了材料热力学模型，清晰阐明了连续污染物的清洗机理和等离子体行为：在低能量密度下，基底蒸发产生熔融氧化物层，激光烧蚀引发的相爆炸是主要清洗机制；在高能量密度下，瞬态能量吸收引发热应力耦合效应，形成等离子体冲击波，促使基底与氧化层分离，完善了不同能量条件下的清洗理论。
业内专家表示，连续污染物的干式激光清洗机理研究已日趋完善，各类模型的建立和优化，为实际应用提供了科学指导。随着技术的不断升级，这项技术将进一步提升清洗效率和精准度，广泛应用于金属加工、模具制造、精密器件等领域，为工业清洁升级和产品质量提升提供有力支撑。