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《激光杂志》创刊于1975年，市科委主管（原四川省科委主管单位，名称：四川激光），重庆市光学机械研究所主办，重庆科技发展战略研究院有限责任公司和重庆市光学机械研究所出版。是国家新闻出版局批准的国内外公开发行的刊物，以报导光电与激光技术为主的科技期刊。1992年被列为中国科技论文统计源刊物 ，所刊登论文曾被美国《EI》检索。是首批进入中国期刊方阵的来源期刊，是中文核心期刊、中国科学核心期刊（CSCD）、武汉大学中国科学评价研究中心评为RCCSE中国扩展核心学术期刊、中国科技核心期刊，中国科学引文数据库（CSCD）核心库来源期刊，清华大学知网数据库来源期刊。 《激光杂志》是中华医学会激光医学专委会会员单位 重庆市光学学会常务理事单位重庆激光医学专委会主任委员单位。 综合评述、激光器件与原件、实验装置与技术、光通信与网络传输、激光应用与系统、仪器测控与计量，激光医学。
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1.物理学报 2.发光学报 3.原子与分子物理学报 4.光学学报 5.光子学报7.量子光学学报 10.中国激光 12.光谱学与光谱分析 13.物理 14.波谱学杂志 19.光散射学报 .光学精密工程 .光学技术 应用光学2.光电子、激光 4.红外与激光工程 5.电波科学学报 6.红外与毫米波学报 10.激光与红外 14.红外技术 17.光电工程 18.微波学报 19.激光技术 21.激光与光电子学进展 24.激光杂志
一、项目概括1.1项目简介及选址本项目电站选址地位于湖南省湘潭市雨湖区的响塘学校屋顶上，经过去现场实地的了解和勘测后，此学习周围无森林无高大树木，附近也无任何其他房屋，距离其最近的房屋也有数十米的距离，该屋顶无女儿墙无其他建造物，是一个平面的屋顶，其屋长为43米，宽为32米。本项目将在此学校屋顶上建造一个100kw的并网型光伏电站，实施全额上网措施。选址卫星图如图1-1所示，选址平面图如图1-2所示。 图1-1 选址地卫星图 图1-2 选址平面图 1.2 项目位置及气象情况经过百度地图的计算，得出了此地经纬度为：北纬27.96，东经为112.83，是属于亚热带温湿气候区，典型的冬冷夏热气温，年降雨量充足达1450毫米，最高气温为夏季的41.8度，最低气温为冬季的-12.1度，年均气温17度。该项目所在地最高海拔为793米，最低海拔达30.7米，总的平均海拔为48.2米。该地年总辐射量经过PVsyst软件的计算后，得出了1116.6的值，不是特别高，属于第三类资源区，但建设一个电站也不是特别亏。湘潭市地理位置图如图1-3所示。 图1-3湘潭市地理位置 图1-4年均总辐射值1.3项目设计依据本项目设计依据如下：《光伏发电站设计规范》GB50794-2012《电力工程电缆设计规范》GB50217-1994《光伏系统并网技术要求》GB/T19939-2005《建筑太阳能光伏系统设计与安装》10J908-5《光伏发电站接入电力系统技术规范》GB/T19964-2012《光伏发电站接入电力系统设计规范》GB/T5086-2013《光伏(PV)系统电网接口特性》GB/T20046-2006《电能质量公用电网谐波》GB/T14549-19933《电能质量三相电压允许不平衡度》GB/T15543-1995《晶体硅光伏方阵I-V特性的现场测量》GB/T18210-2000二、电站系统设计2.1组件选型组件是电站中造价最高的设备，投资一个电站几乎一半的钱是砸这组件上去了，为此我们选择的组件一定要是最适合本电站的，不管是组件效率还是组件的其他参数在同功率组件下都应该保持最佳，这样才不会亏本。组件的类型有很多，以不同的材料来说，组件又分为了晶硅组件、薄膜组件，在电站中使用最多的便是晶硅型组件，而晶硅型组件又分为单晶硅和多晶硅，它们都是市场上十分热门的组价。单晶硅的效率比多晶硅高了很多，其使用寿命时间也长了不少，但价格方面却比多晶硅高了很多，但考虑到平价上网的时代，单晶硅的价格远远不如过去那样昂贵，所以本电站选取的组件为单晶型组件。表2-1伏组件对比表组件品牌及型号 晶科Swan Bifacial 400 72H 晶科Swan Bifacial 405 72H 晶澳JAM72S10 400MR最大功率(Pmax) 400Wp 405Wp 400Wp最佳工作电压(Vmp) 41V 41.2V 41.33V组件转换效率(%) 19.54% 19.78% 19.9%最佳工作电流(Imp) 9.76A 9.83A 9.68A开路电压(Voc) 48.8V 49V 49.58V短路电流(Isc) 10.24A 10.3A 10.33A工作温度范围(℃) -40℃~+85℃ -40℃~+85℃ -40℃~+85℃最大系统电压 1000/1500V DC(IEC/UL) 1000/1500VDC(IEC/UL) 1000/1500VDC (IEC)最大额定熔丝电流 20A 20A 20A输出功率公差 0~+5W 0~+5W 0~+3%最大功率(Pmax)的温度系数 -0.350%/℃ -0.35%/℃ -0.35%/℃开路电压(Voc)的温度系数 -0.290%/℃ -0.29%/℃ -0.272%/℃短路电流(Isc)的温度系数 0.048%/℃ 0.048%/℃ 0.044%/℃名义电池工作温度(NOCT) 45±2℃ 45±2℃ 45±2℃组件尺寸：长*宽*厚（mm） 2031*1008*30mm 2031*1008*30mm 2015*996*40mm电池片数 72 72 72第一款组件晶科Swan Bifacial 400 72H和第二款组件晶科Swan Bifacial 405 72H的型号牌子都一样，除功率和其效率有点差距之外，其他的参数基本一样，但其第二款组件晶科Swan Bifacial 405 72H组件的效率高，相同尺寸不同效率下，选择第二款组件更好。第三款组件晶澳JAM72S10 400MR是3款组件里效率最高的组件，比第一款和第二款分别高了0.37%和0.12%，并且尺寸和部分温度系数也是3款里面最小的，开路电压和工作电压以及短路电流等参数也是3款组件中最高的，从数据上来看，第三款组件晶澳JAM72S10 400MR是3款里最棒的组件。综合上面的分析，本项目最终选择第3款组件晶澳JAM72S10 400MR作为本项目的组件使用型号。组件图如图2-1所示。 图2-1 组件图2.2最佳倾斜角和方位角设计本电站建造在平面屋顶上，该屋顶无任何的倾角，由于组件是依靠着太阳光发电，但每时每刻太阳都是在运动着，为此便会与组件形成一个角度，该角度影响着组件的发电量，对于采取固定支架安装方式的电站来说，选择一个最合适的角度能够让电站发电量达到最高，因此最佳倾角这个概念便被引出了。对于本电站而言，根据其PVsyst软件的计算后，得出了湘潭最佳倾角为18度时，方位为0度时，电站一年下来的发电量能够达到最高。PVsyst最佳方位角、倾斜角模拟图如图2-2所示。图2-2 PVsyst最佳方位角、倾斜角模拟图2.3组件排布方式本项目选址地屋顶长43米，宽为29米，采取横向排布方式无法摆下其电站中的整个阵列，因此本项目组件方式采取竖向排布，中间间距20mm。如图2-3所示。 图2-3 组件排列方式2.4组件间距设计 太阳照射到一个物体上时，由于该物体遮住了光，使得光不能直射到地上时，该物体便会产生一个阴影投射到地上，而电站中的组件也类似于此，前一个组件因光产生的阴影投射到另一个组件上时，被照射的组件便会受到影响，进而影响整个电站，这对于电站来说是一个严重的问题，因此在设计其组件之间的间距时，一定要保证阴影的距离不会触及组件。 图2-4间距图在公式2-1中：L是阵列倾斜面长度（4050mm）D是阵列之间间距β是阵列倾斜角(18°）为当地纬度（27.96°）把以上数值代入公式后计算得：2-5组件计算图根据结果，当电站中的子方阵间距大于2119mm时，子方阵与子方阵便不会受到影响。 图2-6方阵间距图2.5逆变器选型逆变器是电站中其转换电流的设备，十分的重要，而逆变器的种类比较多，对于本项目电站来说，选择组串式逆变器最佳，因此本项目选择了3款市场上热卖的组串式逆变器。表2-2 逆变器参数对比表逆变器品牌及型号 华为SUN2000-100KTL-C1 华为SUN2000-110KTL-C1 固德威HT 100K最大输入功率 100Kw 110Kw 150Kw中国效率 98.1% 98.1% 98.1%最大直流输入电压（V） 1100V 1100V 1100V各MPPT最大输入电流（A） 26A 26A 28.5AMPPT电压范围（V） 200 V ~ 1000 V 200 V ~ 1000 V 200V ~ 1000V额定输入电压（V） 600V 600V 600VMPPT数量/输入路数 10/20 10/20 10/2额定输出功率（KW） 100K W 110K W 100K W最大视在功率 110000 VA 121000 VA 110000 VA最大有功功率 (cosφ=1) 110KW 121K W 110KW额定输出电压 3 × 220 V/380 V, 3 × 230 V/400 V, 3W+N+PE3 × 220 V/380 V, 3 × 230 V/400 V, 3W+N+PE380, 3L/N/PE 或 3L/PE输出电压频率 50 Hz，60Hz 50 Hz，60Hz 50 Hz最大输出电流（A） 168.8A 185.7 A 167A功率因数 0.8 超前—0.8 滞后 0.8超前—0.8滞后 0.99 （0.8超前—0.8滞后）最大总谐波失真 ＜3% ＜3% <3%输入直流开关 支持 支持 支持防孤岛保护 支持 支持 支持输出过流保护 支持 支持 支持输入反接保护 支持 支持 支持组串故障检测 支持 支持 支持直流浪涌保护 Type II Class II 具备交流浪涌保护 Type II Class II 具备绝缘阻抗检测 支持 支持 支持残余电流监测 支持 支持 支持尺寸（宽 x 高 x 厚） 1,035 x 700 x 365 mm 1,035 x 700 x 365 mm 1005*676*340重量（kg） 85kg 85kg 93.5kg工作温度（°C） -25°C~60°C -25°C~60°C -25~60℃3款逆变器的功率均在100kw以上，其效率也都是一模一样，均只有98.1%，其额定输出电压也都为600V，对于本电站来说，这3款逆变器都能使用，但可惜本电站只会从中选择一个最合适的品牌。第一款逆变器华为SUN2000-100KTL-C1和第二款逆变器华为SUN2000-110KTL-C1是同种类同型号，但不同功率的逆变器，这两款逆变器大部分数据都一模一样，但第二款逆变器功率比第一款逆变器功率高了10k，比本电站的容量也高了10k，并且价格了略微高了那么点，选用第一款逆变器不仅省钱而且还不会造成功率闲置无处使用，最大发挥逆变器的作用，因此第1款比第2款逆变器好。第三款逆变器是固德威HT 100K，它的最大输入功率高达150kw，明明是一个100kw的逆变器，但其输入功率却不同我们往常见的逆变器一样，它居然还高了50k，如果选用这款逆变器，那么阵列输入的功率超过100都能承受。虽然最大输入功率很恐怖，但其他参数正常，对比第一款逆变器，仅只是部分参数略微差了点，总体是几乎没什么太大的差别。本项目根据上述的分析和对其逆变器的需求，最终选择了固德威HT 100K型逆变器为本电站逆变器。2.6光伏阵列布置设计2.6.1串并联设计图2-7串并联计算公式2-3、2-4中：Kv——光伏组件的开路电压温度系数-0.00272K——光伏组件的工作电压系数-0.0035t/——光伏组件工作环境极限高温（℃)60Vpm——光伏组件的工作电压（V）41.33VMPPTmax——逆变器MPPT电压最大值（V）1000VMPPTmin——逆变器MPPT电压最小值（V）200Voc——光伏组件开路电压（V）49.58N——光伏组件串联数（取整）t——光伏组件工作环境极端低温（℃）-12.7——逆变器允许的最大直流输入电压（V）1100把以上数值代入公式中计算可得：5.5≤N≤21 经计算，本电站最终选取20块组件为一阵列。如图2-6组件串并联设计图。 图2-8组件串并联设计图2.6.2项目方阵排布据2.6.1的结果，每一个阵列共有20块组件，单块组件的功率是400w，一个阵列便是8kw，而本电站的总容量为100kw，总计是需要13个阵列。本电站建设地屋顶长43米，宽为32米，可以完整的摆放电站中的所有子方阵。如图2-9所示。 图2-9项目方阵排布图 2.7基础与支架设计2.7.1水泥墩设计本电站所建地点是公办学校，属于公共建筑，如果使用其打孔安装方式，便有可能使得其屋顶因时间长久而漏水，一旦漏水便需要进行维修，这也是得花费一些金钱，又因是学校，开工去维修可能将使部分学生要做停课处理，因此为了避免这个麻烦，本电站还是选择最常见的水泥墩来做基础设计。考虑到学校有许多的学生，突然出现了事故，作为电站建设者肯定会有责任，因此为了避免组件出现任何事故，特地将水泥墩设计为一个正方形，其长宽高都为500mm，这样的重量大大降低了事故的发生率。如图2-10水泥墩设计图和2-11电站整体水泥墩设计所示。 图2-10水泥墩设计图2-11电站整体水泥墩设计图2.7.2支架设计都已经把基础设计水泥墩做好了，那么接下来则是考虑水泥墩上的支撑设备支架，对于支架的设计最重要的一点就是在选材上，一般电站中的支架会持续使用到电站报废为止，使用时间长达二十多年三十多年甚至更久，对此支架的选型便是十分的重要，其使用寿命必须得长，抗腐蚀能力强。如图2-12支架设计图所示。 图2-12支架设计图2.8配电箱选型配电箱在光伏电站里又分为直流配电箱和交流配电箱，对于本电站来说，是选择其交流配电箱。配电箱的容量是根据其逆变器的容量选择，必定不能小于其逆变器的容量，否则可能会出现配电箱过压的情况，然后给电站造成事故危险。配电箱具备配电、汇电、护电等多种功能，是本电站必须要又的设备，经过配电箱型号的对比，本电站最终选择了昌松100kw光伏交流逆变器。表2-3配电箱参数项目名称 昌松100kw光伏交流配电箱项目型号 100kw交流配电箱额定功率 100KW额定电流 780A额定频率 50Hz海拔高度 2500m环境温度 -25~55℃环境湿度 2%~95％，无凝霜2.9电缆选配电站分为两类电，一类是直流电，必须使用直流电缆运输；一类是交流电，必须使用交流电缆运输，切记不可以乱搭配使用，否则将会造成电缆出线问题，电站设备出现问题。直流电缆选型一般都是选择PV1-F-1*4mm²光伏专用直流电缆交流电缆：P：逆变器功率100KWU：交流电电压380VCOSΦ：功率因数0.8==190A=0.035Ω=976W线损率：976/100000=0.9%<2%，符合光伏电缆设计要求。据其计算结果和下图电缆参数表，本电站最终选择ZRC-YJV22 7Omm2交流电缆。如图2-13电缆参数图所示。 图2-13 电缆参数图2.10防雷接地设计防雷接地是绝大多数光伏电站都必须要做的，目的就是防止雷击破幻电站，损坏人民的生命以及财产，特别是对于本电站而言，建设点是在学校，而学校不仅人多而且易燃物也多，一旦雷击劈到电站上，给电站造成了任何事故，都有可能把整个学校给毁了，为此本电站一定需要做好防雷接地设计。本电站防雷方式采取常用的避雷针进行避雷，接地则是为电站中各个设备接地端做好接地连接。 图2-14防雷接地设计图2.11电气系统设计及图纸本电站装机总容量为100kw，由260块光伏组件组成，形成了13个阵列，每个阵列20块组件，然后连接至逆变器，逆变器变电后接入配电箱，最后再连接国家电网。 图2-15电气系统设计图三、电站成本与收益3.1电站项目设备清单根据当地市场的物价，预估出了一个本电站预计投资表。表3-1设备清单表序号 设备 型号 单位 数量 单价（元） 价格（万元）1 组件 晶澳JAM72S10 400MR 块 260 1.77 18.42 逆变器 固德威HT 100K 台 1 3.3w 3.33 直流电缆 PV1-F-1*4mm² 米 1500 5.2 0.784 交流电缆 ZRC-YJV22 70mm2 米 100 72 0.725 支架 ＼ 套 39 556 2.176 水泥墩 500*500*500mm 个 78 250 1.957 配电箱 昌松100kw光伏交流配电箱 台 1 1.3w 1.38 运输费 ＼ 总 18 1000 1.89 其他 ＼ ＼ ＼ ＼ 4.1510 人工费 ＼ ＼ ＼ ＼ 7合计：41.57万元3.2电站年发电量计算本电站总容量为100kw，而电站选址地的年总辐射量为1116.6，首先发电量便达到了89328度电。 （式3-1）Q=100*1116.6*0.8=89328度Q——电站首年发电量W——本项目电站总容量（85KW）T——许昌市年日照小时数（1258.2H）——系统综合效率（0.8）任何设备一旦使用，便就开始慢慢磨损了，其效率也是一年比一年差，即便是光伏组件也不例外。组件首年使用一年后，为了适应其环境，自身的效率瞬间就降低2.5%，而后的每年则是降低0.7%，将至80%左右时，光伏组件也是已经运行了25年。 表3-2电站发电量发电年数 功率衰减 年末功率 年发电量(kWh) 累计发电量(kWh)第1年 2.5% 97.50% 89328.000 89328.000第2年 0.7% 96.80% 87094.800 176422.800第3年 0.7% 96.10% 86469.504 262892.304第4年 0.7% 95.40% 85844.208 348736.512第5年 0.7% 94.70% 85218.912 433955.424第6年 0.7% 94.00% 84593.616 518549.040第7年 0.7% 93.30% 83968.320 602517.360第8年 0.7% 92.60% 83343.024 685860.384第9年 0.7% 91.90% 82717.728 768578.112第10年 0.7% 91.20% 82092.432 850670.544第11年 0.7% 90.50% 81467.136 932137.680第12年 0.7% 89.80% 80841.840 1012979.520第13年 0.7% 89.10% 80216.544 1093196.064第14年 0.7% 88.40% 79591.248 1172787.312第15年 0.7% 87.70% 78965.952 1251753.264第16年 0.7% 87.00% 78340.656 1330093.920第17年 0.7% 86.30% 77715.360 1407809.280第18年 0.7% 85.60% 77090.064 1484899.344第19年 0.7% 84.90% 76464.768 1561364.112第20年 0.7% 84.20% 75839.472 1637203.584第21年 0.7% 83.50% 75214.176 1712417.760第22年 0.7% 82.80% 74588.880 1787006.640第23年 0.7% 82.10% 73963.584 1860970.224第24年 0.7% 81.40% 73338.288 1934308.512第25年 0.7% 80.70% 72712.992 2007021.5043.3电站预估收益计算根据湖南省的标准电价，我们电站发的每度电能够有0.45元收入，持续运行25年后，将会获得2007021.504*0.45=903159元，也就是90多万，减去我们为电站投资的41.57万，我们25年内能够获得大约50万的纯利润收入参考文献[1]王思钦.分布式光伏发电系统电能计量方案[J].农村电工,2019,27(09):37.[2]谷欣龙.光伏发电与并网技术分析[J].科技资讯,2019,17(24):31+33.[3]黄超辉,陈勇,任守宏.基于应用的光伏电站电缆优化设计[J].电子工业专用设备,2019,48(03):67-71.[4]余茂全,张磊.基于PVSYST的光伏发电系统仿真研究[J].安徽水利水电职业技术学院学报,2019,19(02):35-39.[5]谭阳.家用太阳能分布式光伏并网发电系统研究[J].电子制作,2019(09):94-95+91.[6]石培进.发展分布式光伏电站的可行性分析[J].山东工业技术,2019(12):183.[7]蒋飞. 光伏发电项目的投资决策方法研究[D].华东理工大学,2013.[8]陈坤. 光伏发电系统MPPT控制算法研究[D].重庆大学,2013.[9]徐瑞东. 光伏发电系统运行理论与关键技术研究[D].中国矿业大学,2012.[10]任苗苗. 光伏发电三相并网逆变器的研究[D].兰州交通大学,2012.
请问你是要了解哪种太阳能电池，太阳能电池分类很多，如：单晶硅、多晶硅、薄膜电池等；你想要找关于这方面的资料的话，可以去太阳能电池论坛（光伏论坛）找，希望能帮到你。
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3个月。光电子·激光期刊从收录到见刊通常三个月，审稿费: 约100元/篇。《光电子·激光》为专业技术性刊物。报道光电子、激光技术领域的研究成果。
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能提供中船重工717研究所的电话吗？
非常好！我在武汉读书，学校离武汉中船重工717所很近，它在鲁巷这边，里面院子挺大的，绿化不错！717所的待遇也很不错，具体虽然不知道，但是我听华科的同学所项目非常多，有时都做不完！具体：七一七研究所又称华中光电技术研究所，始创于1960年，隶属于中国船舶重工集团公司,地处武汉市东湖高新技术开发区，为“武汉.中国光谷”四大核心单位之一，光电国家实验室成员单位，中国导航学会天文导航专业委员会主任委员单位，中国光学学会红外技术专业委员会副主任委员单位，湖北省光学学会理事长单位，中国科技核心期刊《光学与光电技术》主办单位，湖北省最佳文明单位。拥有光学工程、检测与自动化装置两个专业的硕士点和光学工程博士后科研工作站。经过近五十年的努力，七一七研究所目前已成为一个集系统研发、规模制造能力于一体的技术力量雄厚、科研设施先进、学科建设配套、学术交流活跃的国内一流科研水准的光电技术研究单位。拥有华之洋、久之洋、天经、天纬、天工、天衡等控股公司，设立有光电国家实验室光子探测与技术研究部，拥有国际一流水准的多波段红外探测实验与检测系统设施，拥有国内一流的光电技术研究实验室、光学膜系研究基地和天文导航、光电对抗、潜用光电系统总体和舰用光电系统总体等重点实验室;拥有CAD中心、计量检测中心、环境试验中心和华中地区极具影响力的数控精密加工基地等。七一七研究所现有员工近千人，其中研究员、高级工程师和工程师中高级人才六百余人，拥有我国光电探测、天文导航、光电系统集成技术和光电对抗系统等技术领域国家级学科带头人，拥有一批光机电一体化、图像处理、信息处理、控制工程等省部级学科带头人。建所以来,先后有300多项科研成果获得包括国家科技特等奖在内的省部级以上奖励，几十项成果获国家专利授权。已通过ISO9001质量体系、国军标质量体系及一级保密资格认证。七一七研究所员工拥有优越的工作、学习和生活环境条件。雄伟壮丽的科研大楼;环境优美的居家单身公寓，体现出中国“光谷”中心地带的优越！积极的进修培训机制让员工与所和谐发展;优厚的薪酬和福利待遇营造了成就事业的良好基础和条件！
DOI:10.16661/j.cnki.1672-3791.2013.26.002 高新技术 激光清洗技术的初步研究和应用① 苏春洲 栾晓雨 王海军 袁晓东 叶亚云 (中国工程物理研究院激光聚变研究中心 四川绵阳 621900) 摘 要:激光清洗技术与其他清洗方法(化学清洗、超声波清洗等)相比,具有保证清洗对象无损、清洗效果好、精细、无污染等优点,正在被广泛的研究和应用。根据去除原理的不同,激光清洗技术被分类为干式激光清洗、湿式激光清洗和激光等离子体冲击波等方法。本文介绍了本单位项目组对激光清洗技术的初步研究和应用。关键词:激光技术 激光清洗 激光应用中图分类号:TN249文献标识码:A文章编号:1672-3791(2013)09(b)-0003-04 * The Preliminary Study and Application on Laser Cleaning Su Chunzhou Luan Xiaoyu Wang Haijun Yuan Xiaodong Ye Yayun (Research Center of Laser Fusion, China Academy of Engineering Physics, Mianyang Sichuan,621900,China) Abstract:Compared the conventional cleaning methods(e.g.,chemistry cleaning,ultrasonic cleaning),laser cleaning is recognized ascleaning objects without damage,effectively,precise removal,avoiding pollution environments and it is widely studied and used.According to the different mechanisms,laser cleaning can be classified as dry laser cleaning,steam laser cleaning and laser plasmashockwave.The preliminary study and application on laser cleaning is introduced in the paper.Key Words:Laser Technique;Laser Cleaning;Laser Application 激光清洗技术是基于激光与物质相互作用的一项新型清洗技术,能达到清除物体表面污染物的目的。经过多年发展,激光清洗技术已发展出干式激光清洗法[1～4]、湿式激光清洗法[5～7]和激光等离子体冲击波法[8～10]等清洗方式。与其他清洗方法(化学清洗、超声波清洗等)相比,激光清洗技术具有以下优势[11]:(1)无损情况下有效地清除基底表面微米量级污染物;(2)对基底不产生附加污染;(3)参数可控,可精确定位的精细清洗;(4)清洗效率高;(5)远距离清洗,清洗难以到达的部位;(6)“绿色”环保等。目前在国外,激光清洗技术正在被广泛的研究和应用,从应用领域上可分为三类[12～18]:(1)精密清洗,例如,电子线路板、半导体元件、硅片;(2)清洗大型物体,例如,建筑物外墙、文物;(3)在线清洗,例如,模具、脱漆。而在国内,激光清洗技术的研究一直到近几年才开始进行,还处于理论研究和实验室阶段,未开展应用研究 [19～28] 胀,从而克服基底对污染物的吸附力而脱落;(2)分子的光分解或相变,即在瞬间使污垢分子或使人为涂上的辅助液膜汽化、分解、蒸发或爆沸,使表面污垢松散并随此作用脱离基底表面;(3)激光脉冲的振动,利用高频率的脉冲激光辐照待清洗表面,使光束转变为声波产生共振使污垢层或凝结物振动碎裂。基于上述作用,形成了干式激光清洗法和湿式激光清洗法。随后又提出了激光等离子体冲击波清洗法[8～10]。该方法是利用激光击穿周围介质产生等离子体冲击波清除污染物,可避免波长选择问题,且不是利用激光对物体直接辐照,因此损伤几率小。下面就分别介绍这三种方法。1.1干式激光清洗法 干式激光清洗法的清洗机理为:脉冲激光直接照射待清洗物,基底表面污染物或者基底吸收激光温度升高,发生热膨胀,热膨胀使污染物或者基底振动,使污染物克服表面吸附力脱离基底表面。虽然热膨胀很小,但在很短的激光作用时间内 会产生很大的脱离加速度。根据激光波长的选择,能产生有效清洗的类型有两种:一种如图1(a)所示,污染物对激光不吸收,基底对激光强吸收发生热膨胀作用;另一种如图1(b)所示,基底不吸收激光,污染物吸收激光发生热膨胀[1～4]。根据这两种清洗类型,在干式激光清洗之前,分析基底和污染物的特性对激光的吸收特性,选择一种基底和污染物对其吸收差别大的激光来进行清洗。1.2湿式激光清洗法 湿式激光清洗法的清洗机理为:在脉冲激光作用之前,人为地在待清洗物体表面涂覆一层液膜,液膜在激光照射下急剧受热,产生爆炸性气化,爆炸性冲击波使基底表面的污染物松散,并随冲击波反向离开物体表面,从而达到去污效果。根据激光波长的选择,能产生有效移除的类型有三种:一种是基底对此波长激光强吸收,液膜不吸收的类型,见图2(a);另一种是液膜对激光强吸收,基底不吸收型,见图2(b);第三种是液膜和基底对激光都吸 。本文主要介绍了激光清洗技术的基 本原理,以及本单位项目组对该技术的初步研究和应用。 1 基本原理 激光具有强度高、能量密度大、聚焦性强、方向性好的特点,激光辐照待清洗物体表面至少可以产生三个方面的作用[1～7]:(1)热膨胀效应,即利用基底与表面污染物对某一波长激光能量吸收系数的差别,使基底物质与表面污物吸收能量产生热膨 (a)基底吸收,污染物不吸收 (b)污染物吸收,基底不吸收 图 1 干式激光清洗示意图 ①通讯作者:叶亚云(1986—),女,硕士,助理研究员,从事激光清洗技术的研究;。 科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION3 高新技术 (a)基底强吸收型 (b)液膜强吸收型 (c) 基底和液膜共同吸收型 图 2 湿式激光清洗示意图 同。 1.3激光等离子体冲击波法 激光等离子体冲击波清洗法的实验原理如图3所示,激光在基底上方,当激光能量达到环境气体的击穿阈值时就能将气体击穿,产生一个近球状的等离子体冲击波,冲击波传播到基片时的冲击波力将基底上的污染物移除。该方法对波长没有选 图 3 激光等离子体冲击波清洗颗粒污染物示意图 择性,且由于激光不是直接照射基底表面,所以降低了基底的损伤几率。目前,利用激光等离子体冲击波清洗技术已经在实验上实现了几十纳米粒径的颗粒污染物的移除[8～10]。 以上即为三种主要的激光清洗方法的基本原理。三种清洗方法都可以实现有效清洗,在实际使用时,应针对不同基底表面的污染物,选择最合适的激光清洗方法和参数。 2 典型应用实例 2.1清洗光学元件 在高功率固体激光装置中,光学元件 图 4 表面的污染物严重影响了激光系统的正常运行。有些特殊光学元件(例如,镀金光栅)表面具有精细的结构,常规清洗技术无法解决其污染问题,激光清洗技术的提出为清洗特殊光学元件开辟了新的途径。 本单位项目组开展了光学元件的激光清洗技术研究,目前已进行了激光清洗镀金K9玻璃、K9玻璃表面的颗粒和油脂污染物,得到了良好的清洗效果以及相应的清洗规律[25～27]。图4是项目组利用激光等离子体冲击波法清除镀金K9玻璃表面的SiO2颗粒污染物的效果照片。图4(a)是利用激光清洗后镀金K9玻璃的暗场图,图中可看到明显的清洗分界线,左边区域是激光作用区,右边是激光未作用区,两边对比 图5 镀金K9玻璃样品在清洗前后的反射率曲线 可看出明显的清洗效果。图4(b)和图4(c)分别是清洗区和未清洗区放大50倍的显微照片,图4(c)中看到有SiO2颗粒分布在基片表面上,图4(b)表明经激光清洗后表面已观察不到SiO2颗粒,清洗效果很好。图5是激光清洗前后镀金K9玻璃的反射率曲线,图 收的类型,见图2(c)。与干式激光清洗法相比,湿式激光清洗法主要是靠界面处的沸腾压强,液膜的出现加强了的清洗效果,对于有些污染物,利用湿式激光清洗法具有更好的清洗效果和效率[5～7]。但是湿式激 光清洗中存在两个困难:(1)基片表面液膜厚度的一致性控制较为困难;(2)在清洗过程中液膜的引入可能会带来新的污染。国外文献中,液膜通常使用纯水、乙醇、乙醇+纯水的混合液、丙酮等,清洗 效 果 各 有 不 4科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 高新技术 等方面,具有宽广的前景。另外,在今天全球变暖、环境恶化、资源短缺的情况下,研究激光清洗这种洁净技术更具有节能和环保意义。 致谢:感谢国家科技支撑计划课题以及“十一五”科技支撑项目推广的支持。 参考文献 [1]Kelley JD,Hovis FE.A thermal de-tachment mechanism for particle re-moval from surfaces by pulsed laserirradiation[J].Microelectron ENG,1993(20):159-170. 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