• Cơ chế làm sạch khô: Sự bào mòn nhiệt là cơ chế chính. Khi năng lượng laser tác động lên lớp màng oxit, bề mặt hấp thụ một lượng lớn năng lượng, làm thay đổi cơ chế bào mòn dựa trên cường độ năng lượng và tạo ra các hình thái bề mặt khác nhau. Ở năng lượng thấp, lớp màng oxit bị loại bỏ một phần với diện tích nóng chảy lại tối thiểu; ở năng lượng trung bình, lớp màng oxit bị loại bỏ hoàn toàn với hư hại không đáng kể; ở năng lượng cao, mặc dù lớp màng oxit bị loại bỏ, nhưng chất nền bị hư hại đáng kể, tạo thành các cấu trúc bề mặt dạng gờ.
• Cơ chế làm sạch ướt: Ở mật độ năng lượng thấp, cơ chế chính là sóng xung kích do laser tạo ra; ở mật độ năng lượng cao, sự bào mòn nhiệt và nổ pha chiếm ưu thế. Trong quá trình làm sạch, sự làm nguội và nung nóng nhanh hợp kim titan tạo thành hợp kim titan mactenxit. Khi mật độ năng lượng đạt đến một giá trị nhất định, bề mặt biến đổi thành bề mặt nhô ra có cấu trúc nano, điều này có ý nghĩa rất lớn đối với các ứng dụng tiếp theo của vật liệu hợp kim titan.

Đường sắt cao tốc: Sơn trên thân toa xe hợp kim nhôm

• Lớp sơn mỏng (độ dày ≤ 40μm): Các nguồn sáng laser có bước sóng với tỷ lệ hấp thụ sơn thấp sẽ cho kết quả tốt hơn thông qua sự rung động nhiệt.
• Sơn dày: Cần sử dụng nguồn sáng laser có bước sóng hấp thụ sơn cao, kết hợp với cơ chế bóc tách để loại bỏ.
• Tẩy sơn đỏ: Cơ chế chính để tẩy sơn đỏ là rung động. Trong quá trình làm sạch, năng lượng laser xuyên qua lớp nền, và ứng suất nhiệt sinh ra do nhiệt độ lớp nền tăng lên khiến sơn bị bong tróc. Toàn bộ lớp sơn có thể được loại bỏ, để lại một cấu trúc mạng lưới lỏng lẻo của lớp sơn còn sót lại trên bề mặt hợp kim nhôm.
• Loại bỏ sơn xanh: Với cùng một lượng năng lượng laser đầu vào, sơn xanh đạt nhiệt độ cao hơn sơn đỏ nhưng gây ra ứng suất nhiệt thấp hơn trên chất nền. Khi nhiệt độ sơn đạt đến điểm sôi, nó sẽ bị loại bỏ thông qua quá trình bay hơi, kèm theo các cơ chế kết hợp như bong tróc, cháy và sốc plasma.

Tàu biển: Gỉ sét trên bề mặt thân tàu bằng thép cường độ cao

• Làm sạch khô để loại bỏ rỉ sét: Cơ chế loại bỏ chính trong quá trình làm sạch khô rỉ sét trên thân tàu thép cường độ cao là sự bay hơi của lớp màng oxit khi hấp thụ năng lượng. Lực phản lực hướng xuống được tạo ra trong quá trình bay hơi các oxit bề mặt giúp loại bỏ các lớp màng oxit dày hơn.
• Loại bỏ gỉ sét bằng laser có hỗ trợ màng chất lỏng: Cơ chế chính là sự nổ pha của các giọt chất lỏng khi hấp thụ năng lượng, tạo ra lực tác động để loại bỏ các lớp gỉ sét. Sự sôi nổ của màng chất lỏng làm tăng hiệu quả của cơ chế nổ pha trong việc loại bỏ gỉ sét, cho phép loại bỏ tốt hơn các lớp oxit trên bề mặt nhưng gặp khó khăn với các oxit bám sâu. Các cơ chế loại bỏ lớp gỉ sét khác nhau ảnh hưởng đến dòng chảy của kim loại nóng chảy trên bề mặt: lực đẩy ngang từ sự nổ pha thúc đẩy dòng chảy của lớp kim loại nóng chảy tạo ra bề mặt phẳng hơn, trong khi hơi oxit từ quá trình bay hơi cản trở kim loại lỏng lấp đầy các vết lõm.

Môi trường biển: Vi sinh vật biển trên bề mặt hợp kim nhôm

• Thông số laser và hiệu quả làm sạch: Laser có độ rộng xung hẹp và công suất đỉnh cao đạt được hiệu quả làm sạch tuyệt vời đối với vi sinh vật biển trên bề mặt hợp kim nhôm.
• Cơ chế loại bỏ vi sinh vật: Cơ chế loại bỏ lớp chất polyme ngoại bào (EPS) và chất nền hà bằng laser lần lượt là bốc hơi do bóc tách và loại bỏ bằng sóng xung kích. Các chuỗi đơn của đại phân tử vi sinh vật bị phá vỡ trong quá trình hấp thụ đa photon, phân hủy thành một lượng lớn nguyên tử. Dưới tác động kết hợp của cơ chế sóng xung kích plasma và bóc tách, các vi sinh vật biển được loại bỏ hiệu quả.
• Đối với các chất hữu cơ như sơn và vi sinh vật biển: Ở mật độ năng lượng laser thấp, hiệu ứng quang hóa phá vỡ các liên kết hóa học, dẫn đến sự xuống cấp, đổi màu hoặc mất hoạt tính. Khi mật độ năng lượng tăng lên, các hiện tượng như bào mòn, bay hơi, ngọn lửa cháy và sốc plasma sẽ xảy ra. Đối với các chất vô cơ như màng oxit và gỉ sét: Không có thay đổi nào xảy ra ở mật độ năng lượng thấp; hiện tượng bào mòn và bay hơi xuất hiện khi năng lượng tăng lên.

• Vệ sinh bằng tia laser di sản văn hóa

  Laser xung đóng vai trò quan trọng trong việc bảo tồn di sản văn hóa, đáp ứng các yêu cầu làm sạch không phá hủy và có độ chính xác cao đối với các hiện vật văn hóa như đồ tạo tác bằng đá, đồ tạo tác bằng giấy và đồ tạo tác bằng kim loại.