人類生活在地球上，沒有光，就沒有生命，因而光是人類賴以生存的基本條件之一。光以許多不同的途徑給予我們(men) 靈感。而雷射是一種特別有吸引力的光，然而令人驚訝的是，大多數情況下你是看不到雷射的，隻有作用於(yu) 工件上所產(chan) 生之巨大雷射時，我們(men) 才能體(ti) 會(hui) 到光的能量存在。

過去的30年，雷射幾乎進入了工業(ye) 加工的每一個(ge) 領域。雷射清洗是20~21世紀以來人類在醫美及工業(ye) 上的一種新型的表麵處理技術。因此引起越來越多的科學家、工程師、航空、天文、環保界、建築界、藝術家、曆史學家和文物工作者的興(xing) 趣與(yu) 重視。雷射清洗屬於(yu) 幹洗製成，不需要任何有機溶劑與(yu) 藥劑，沒有廢料排放，殘渣少，因此不會(hui) 造成環境汙染。而能有效清除其它方法難以去除幹淨的汙染物質，另附著於(yu) 物體(ti) 表麵的微粒子也能輕而易舉(ju) 的去除。此技術效率高、可控性好、易於(yu) 選定區域精密清洗，易於(yu) 遠距離遙控清洗難以到達或危險的地方。

雷射清洗與(yu) 傳(chuan) 統清洗在工業(ye) 上有各式各樣的清洗模式，大多是利用化學藥劑和機械方法進行清洗。在我國環境保護法規等要求下對於(yu) 環境的綠化要求越來越嚴(yan) 格，人們(men) 又對於(yu) 環保與(yu) 安全意識形態日益增強的今天，工業(ye) 生產(chan) 在清洗需求中可以使用的化學藥劑種類就將變得越來越少。那麽(me) 我們(men) 如何尋找更清潔更有效率，且不具損傷(shang) 性的清洗方式是我們(men) 不得不思考的課題。而雷射清洗正是我們(men) 研究的目標與(yu) 選擇，因為(wei) 它具有無研磨、無接觸、無熱效應更適用於(yu) 各種材質的物體(ti) 等清洗特點，被認為(wei) 是最可靠、最有效的解決(jue) 辦法。同時，雷射清洗可以解決(jue) 采用傳(chuan) 統清洗方式無法解決(jue) 的問題。金屬材料使用一段時間後，由於(yu) 加工作業(ye) 的接觸磨耗與(yu) 長時間接觸空氣中的濕氣與(yu) 汙染物鏽蝕等原因，表麵會(hui) 生成鏽跡或附著髒汙。它不但影響美觀，而且對材料或零件的性能會(hui) 造成很大影響，甚至影響結構性問題，造成設備或建築物損壞。所以，實時將對象表麵的髒汙與(yu) 鏽蝕有效的去除，是一項非常重要的工作。

我們(men) 以雷射清潔為(wei) 概念起點作技術精進升級，透過雷射的非接觸清潔方式，開發一個(ge) 便於(yu) 攜帶之輕量化、後背式雷射清潔係統，讓施工人員可以方便的攜帶至任意場所進行大麵積清潔作業(ye) 。

雷射清潔技術利用雷射的高同調性、高能量等特性，把雷射集中在很小的一片區域內(nei) ，利用高強度的激光脈衝(chong) 將鏽蝕或汙漬瞬間汽化，將髒汙去除的一種非接觸式技術。雷射清潔技術為(wei) 一種非接觸式清潔方式，既不需要使用化學品，也不需要對工件表麵進行機械式摩擦，可用來清潔表麵細微結構或表麵結構複雜的工件，這種技術可適用於(yu) 各種行業(ye) 。

其清潔機製為(wei) 材料吸熱之瞬間汽化現象，針對材料上欲清潔的鏽蝕或汙漬，提供高強度激光脈衝(chong) 加熱，因汙漬與(yu) 本體(ti) 材料吸收率的不同而導致升溫效果不同，當材料的瞬時溫度超過其汽化溫度，即直接汽化而移除，達到清潔成效。相同區域的鏽蝕或汙漬被移除後，底材的金屬對雷射的反射率高，且其整體(ti) 結構的導熱效果佳，因此已清潔過的金屬材質縱使再打上雷射，該部位也幾乎不會(hui) 再被汽化，對金屬本體(ti) 與(yu) 汙漬具有高度選擇性，可達到汙漬與(yu) 材料本體(ti) 分離的效果。

雷射清潔技術的原理簡述如下：
a)雷射源發射的高強度光束被金屬表麵的汙染層吸收而汽化揮發。
b)大能量的吸收形成急劇膨脹的等離子氣體(ti) ，產(chan) 生衝(chong) 擊波使汙染物變成碎片並剝除。

圖1、雷射清潔機製

研究雷射光刀金屬表麵汙漬清潔技術，利用體(ti) 積小、輕量化之高功率雷射二極管光源模塊融入後背式機架設計，完成一個(ge) 便於(yu) 攜帶之輕量化、後背式雷射清潔係統，分析雷射清潔之各項參數並進行優(you) 化，建立雷射表麵清潔係統之參數最佳組合，讓施工人員可以方便的攜帶至任意場所進行大麵積清潔作業(ye) 。

 雷射光刀金屬表麵汙漬清潔技術開發技術示意圖

本計劃執行後之重要技術指標及產(chan) 業(ye) 變化如下：


高功率雷射二極管直接輸出模塊技術：

傳(chuan) 統的自由空間式或全光纖式增益放大器架構的雷射源係統體(ti) 積龐大，無法輕便式攜帶，本計劃采用高功率二極管雷射源直接輸出為(wei) 應用載具，將高質量915nm二極管雷射直接作為(wei) 雷射光源，應用於(yu) 輕量化、手持式雷射表麵清潔係統的開發中。因為(wei) 少了龐大的放大器架構，其重量與(yu) 體(ti) 積皆比傳(chuan) 統雷射改善，且材料成本也較傳(chuan) 統雷射降低一半，更具有體(ti) 積小、便於(yu) 攜帶與(yu) 轉換效率高等優(you) 點。

後背式機身設計，便於(yu) 戶外攜帶加工

現有產(chan) 品皆為(wei) 落地式設計，主機非常笨重，需要利用滾輪拖行到工作地點才能進行清潔作業(ye) ，但在施工現場，常常有通行路徑與(yu) 施工空間的限製，大型設備不易進入。

將體(ti) 積小、輕量化之高功率雷射二極管光源模塊融入後背式機架設計，完成一個(ge) 便於(yu) 攜帶之後背式雷射清潔係統，讓施工人員可以方便的攜帶且工作時可不受限製的輕鬆移動，進行大麵積清潔作業(ye) 。

透過計劃內(nei) 容的協助推動，開發高功率雷射二極管直接輸出模塊技術與(yu) 後背式機架與(yu) 手持掃描裝置技術，預期將產(chan) 出第一部自有技術開發之高功率、手持式雷射表麵清潔係統，提升雷射產(chan) 業(ye) 應用設備與(yu) 服務項目，創造高功能性與(yu) 高值化雷射應用產(chan) 品，可望為(wei) 雷射應用產(chan) 業(ye) 創造整體(ti) 產(chan) 值效益，增加產(chan) 業(ye) 國際競爭(zheng) 力。

功能規格

技術應用範圍

雷射清潔技術可應用於(yu) ：
1. 金屬表麵除鏽、表麵除漆與(yu) 脫漆
2. 建築產(chan) 業(ye) 之鋼材表麵除鏽與(yu) 清潔
3. 表麵油汙、汙漬與(yu) 汙垢清洗
4. 石材、木料表麵附著物與(yu) 灰塵清除
5. 金屬模具表麵殘留物清潔

（佑升雷射股份有限公司  董事長  潘忠義(yi) ）