• מנגנון ניקוי יבש: אבלציה תרמית היא המנגנון העיקרי. כאשר אנרגיית לייזר פועלת על שכבת התחמוצת, פני השטח סופגים כמות גדולה של אנרגיה, ומשנים את מנגנון האבלציה בהתבסס על עוצמת האנרגיה ויוצרים מורפולוגיות שונות של פני השטח. באנרגיה נמוכה, שכבת התחמוצת מוסרת חלקית עם אזורים מותכים מחדש מינימליים; באנרגיה בינונית, שכבת התחמוצת מוסרת לחלוטין עם נזק זניח; באנרגיה גבוהה, למרות ששכבת התחמוצת מוסרת, מתרחש נזק משמעותי למצע, ויוצר מבני פני שטח דמויי רכס.
• מנגנון ניקוי רטוב: בצפיפויות אנרגיה נמוכות, המנגנון העיקרי הוא גלי הלם המושרים על ידי לייזר; בצפיפויות אנרגיה גבוהות, אבלציה תרמית ופיצוץ פאזה שולטים. במהלך הניקוי, קירור וחימום מהירים של סגסוגת הטיטניום יוצרים סגסוגת טיטניום מרטנזיטית. כאשר צפיפות האנרגיה מגיעה לערך מסוים, פני השטח הופכים למשטח בולט בעל ננו-מבנה, דבר בעל משמעות רבה ליישום עתידי של חומרי סגסוגת טיטניום.

רכבת מהירה: צבע על מרכבי מכוניות מסגסוגת אלומיניום

• צבע דק (עובי ≤ 40 מיקרומטר): מקורות אור לייזר עם אורכי גל של קצב ספיגת צבע נמוך משיגים תוצאות טובות יותר באמצעות רטט תרמי.
• צבע סמיך: נדרשים מקורות אור לייזר בעלי אורכי גל של קצב ספיגת צבע גבוה, תוך שימוש במנגנון אבלציה להסרה.
• הסרת צבע אדום: מנגנון ההסרה העיקרי של צבע אדום הוא רטט. במהלך הניקוי, אנרגיית לייזר חודרת למצע, ולחץ תרמי שנוצר עקב עליית טמפרטורת המצע גורם להתקלף הצבע. ניתן להסיר את כל שכבת הצבע, ולהשאיר מורפולוגיה רופפת דמוית רשת של שאריות צבע על פני סגסוגת האלומיניום.
• הסרת צבע כחול: תחת אותה אנרגיית לייזר, צבע כחול מגיע לטמפרטורה גבוהה יותר מאשר צבע אדום אך גורם לעומס תרמי נמוך יותר על המצע. כאשר טמפרטורת הצבע מגיעה לנקודת הרתיחה, הוא מוסר באמצעות אידוי, בליווי מנגנונים מצומדים כגון דה-למינציה, בעירה והלם פלזמה.

ספינות ימיות: חלודה על משטחי גוף מפלדה בעלת חוזק גבוה

• ניקוי יבש להסרת חלודה: מנגנון הסרת החלודה העיקרי במהלך ניקוי יבש על גופי פלדה בעלי חוזק גבוה הוא אידוי שכבת התחמוצת בעת ספיגת אנרגיה. כוח התגובה כלפי מטה הנוצר במהלך אידוי תחמוצות פני השטח מסייע בהסרת שכבות תחמוצת עבות יותר.
• הסרת חלודה בלייזר בעזרת שכבת נוזל: המנגנון העיקרי הוא התפוצצות פאזה של טיפות נוזל בעת ספיגת אנרגיה, היוצרת כוחות פגיעה להסרת שכבות חלודה. הרתיחה הנפיצה של שכבת הנוזל משפרת את השפעת מנגנון התפוצצות הפאזה על הסרת החלודה, ומאפשרת הסרה טובה יותר של שכבות תחמוצת פני השטח, אך מתמודדת עם תחמוצות משובצות עמוק. מנגנוני הסרת שכבת חלודה שונים משפיעים על זרימת המתכת המותכת על פני השטח: דחף רוחבי מפיצוץ פאזה מקדם זרימת שכבת מותכת למשטח שטוח יותר, בעוד שאדי תחמוצת מאידוי מונעים ממתכת נוזלית למלא גומות.

סביבה ימית: מיקרואורגניזמים ימיים על משטחי סגסוגת אלומיניום

• פרמטרים של לייזר ואפקטים של ניקוי: לייזרים בעלי רוחב פולס צר ועוצמת שיא גבוהה משיגים תוצאות ניקוי מצוינות עבור מיקרואורגניזמים ימיים על משטחי סגסוגת אלומיניום.
• מנגנון הסרת מיקרואורגניזמים: מנגנוני הסרת הלייזר עבור שכבת החומר הפולימרי החוץ-תאי (EPS) ומצעי הסמפטומים הם אידוי אבלציה והסרת גלי הלם, בהתאמה. שרשראות בודדות של מקרומולקולות מיקרוביאליות נשברות במהלך בליעת רב-פוטונים, ומתפרקות למספר רב של אטומים. תחת הפעולה המשולבת של מנגנוני הלם פלזמה ואבלציה, מיקרואורגניזמים ימיים מוסרים ביעילות.
• עבור חומרים אורגניים כגון צבע ומיקרואורגניזמים ימיים: בצפיפויות אנרגיה נמוכות של לייזר, השפעות פוטוכימיות שוברות קשרים כימיים, וכתוצאה מכך מתבלבלות, שינוי צבע או אובדן פעילות. ככל שצפיפות האנרגיה עולה, מתרחשות תופעות כגון אבלציה, אידוי, להבות בעירה והלם פלזמה. עבור חומרים אנאורגניים כגון שכבות תחמוצת וחלודה: לא מתרחשים שינויים בצפיפויות אנרגיה נמוכות; אבלציה ואידוי מופיעות ככל שאנרגיה עולה.

• ניקוי לייזר למורשת תרבותית

  לייזרים פועמים ממלאים תפקיד מכריע בשימור מורשת תרבותית, ועומדים בדרישות של ניקוי לא הרסני ובדיוק גבוה עבור שרידים תרבותיים כגון חפצי אבן, חפצי נייר וחפצי מתכת.