在工业生产中，清洗是至关重要的环节。传统的清洗方式，如机械清洗和化学清洗，虽然能在一定程度上满足生产需求，但往往有弹性不高、污染环境等问题。随著科技的进步，雷射清洗技术应运而生，以其高效、环保、非接触式的特点，逐渐成为清洗领域的新宠。其中，光纤脉冲雷射中的单模和多模是最常用的两种雷射类型。那么，它们之间到底有何差异呢？各自有哪些优缺点？适用於哪些应用场景？本文将为您一一揭晓。

何为单模与多模

雷射的模式通常指雷射垂直於传播方向上平面内的能量分布状态，有单模与多模之分。单模指的是雷射在工作时，只产生一种模式的雷射输出。单模的能量强度由中心至外缘逐步减弱，能量分布形式为高斯曲线，其光束称为基模高斯光束。单模输出的雷射光束具有光束质量高、光束直径小、发散角小、能量分布接近理想高斯曲线等特性。此外，单一模具有较好的聚焦特性，聚焦光斑小且模式稳定性强，适用於需要强去除的清洗场景，如铁锈等。
   
多模雷射输出的光斑则往往由多种模式组合而成，光斑内能量分布较为均匀，且模式越多，能量分布越均匀，其光束也称为平顶光束。与单模相比，多模雷射的光束品质较差，发散角较大，需要较大通光孔径的光学系统传输且聚焦光斑比单模大。然而，多模较容易实现大单脉冲能量、高峰值功率和高平均功率输出，且能量分布均匀，对於清洗要求损伤小和效率高的场景更具优势，如模具等。
 

 
单模与多模雷射清洗有哪些优缺点

单模雷射由於光束品质好、聚焦光斑小和能量密度高等特点，适用於去除强附著力的污染物如青銹等，也适用於对热输入敏感的薄材和精密零件的清洗。然而，由於单模能量过於集中，在清洗时可能对基底材料造成一定的损伤。也适合高精密切割或3D金属列印，精密金属焊接应用上。

对於模具等要求清洗后基材无损伤的场景，则必须选用多模雷射。多模光束能量分布均匀、峰值功率高，可以控制峰值功率密度高於污染物的破坏阈值而低於基材，因此清洗时能有效去除污染物而不会破坏材料表面的结构。此外，多模的聚焦光斑较大，对於单模和多模能达到相同清洗效果的场景，多模的清洗效率通常较高。然而，对於强附著的污染物，多模雷射清洗可能力不从心。

单模与多模雷射的应用场景

基於单模和多模清洗雷射各自的优缺点，二者适用的应用场景也有所不同。

单模主要应用场景：

• 金属除锈：单模雷射的高能量密度使其成为金属除锈的理想选择，可高效去除金属表面的锈蚀层，雷射功率越高，锈斑去除能力越强且效率越高。1000W高功率单模脉冲雷射器，QBH输出便於集成，具有清洗能力强、效率高等优点。
• 焊接氧化物清洗：在焊接过程中，由於加工过程温度高，焊接处及周围容易形成氧化物及材料析出杂物影响焊接品质与外观，200～500W单模雷射器，能够精确清除氧化物，确保焊接后外观及品质。
• 精密零件清洗：100～200W单模雷射，QCS输出，清洗能力强、热输出小，材料清洗后变形小、热影响小。

多模主要应用场景：

• 模具清洗：模具在使用过程中可能会累积残留物，如塑胶、金属碎片、灰尘等，这些残留物会影响产品的表面质量，造成产品缺陷。定期清洗模具可以防止腐蚀和磨损，从而延长模具的使用寿命。由於模具基材与污染物特性差异较大，因此采用平顶光束可有效去除污染物且不会伤害模具。500～1000W 方形光斑多模雷射，清洗模具效率高，无损伤基材。
• 钙钛矿电池清边：指在薄膜太阳能电池片的边缘清洗膜层，创造一个绝缘区域，利於后续的封装工作。方形光点输出，能量分布均匀，峰值功率高，能够一次清除干净膜层，玻璃无损伤，效率高。
• 雷射毛化：采用雷射对材料表面进行毛化，可显著提升材料表面的附著力。根据不同的毛化粗糙度要求， 5mJ，15mJ，50mJ不同单脉冲能量的多模雷射器，保证毛化效率的同时实现不同的粗糙度要求。

  


在选择单模或多模清洗雷射时，客户可依照自己的实际需求和应用场景进行综合考量。对於精细零件或强附著污染物的清洗，如金属氧化层和镀层，单模系列雷射的高光束品质和小光斑将提供更精确、强力的清洗效果。而对於清洗面积较大或基材损伤要求严格的场合，如模具、锈斑、油污和薄涂层等，多模系列激光器的大能量和平顶光将确保更高的清洗效率和无损清洗。