Atmospheric pressure plasma jet can generate highly activated and low-temperature plasma in open space. It has significant application value for in-situ removal of organic contaminations on grating surfaces in intense laser devices. However, there is currently limited research on atmospheric pressure plasma jet cleaning of organic contaminations on the surface of optical components, and the cleaning effect is difficult to predict and quantify. Therefore, this study designed an orthogonal experiment, employing the grating surface’s contact angle and surface energy as evaluation criteria, to conduct both qualitative and quantitative analyses of the cleaning effectiveness. Afterward, we established a mathematical regression model between cleaning parameters and cleaning effectiveness to verify the significance of different parameters. The research results indicate that the plasma jet can effectively remove organic contaminations, and the cleaning effect improves with the decrease in cleaning distance and the increase in cleaning time and oxygen ratio. Based on the constructed mathematical regression model, the cleaning effect can be predicted according to cleaning parameters. The results can provide new methods and a practical basis for in-situ removal of organic contamination on grating surfaces in intense laser devices.
大気圧プラズマジェットは、開放空間において高活性かつ低温のプラズマを生成することができる。これは、高強度レーザー装置におけるグレーティング表面の有機汚染物のその場除去に対して重要な応用価値を有する。しかしながら、現在、光学部品表面の有機汚染物に対する大気圧プラズマジェット洗浄に関する研究は限られており、洗浄効果の予測および定量化は困難である。そこで、本研究では直交実験を設計し、グレーティング表面の接触角と表面エネルギーを評価基準として、洗浄効果の定性的および定量的分析を行った。その後、洗浄パラメータと洗浄効果の間の数学的回帰モデルを構築し、異なるパラメータの有意性を検証した。研究結果は、プラズマジェットが有機汚染物を効果的に除去できること、そして洗浄効果は洗浄距離の減少、洗浄時間および酸素比の増加に伴って向上することを示している。構築した数学的回帰モデルに基づき、洗浄パラメータに従って洗浄効果を予測することができる。これらの結果は、高強度レーザー装置におけるグレーティング表面の有機汚染物のその場除去のための新しい方法と実用的な基礎を提供することができる。