CN111940422B - 一种手持式激光清洗装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手持式激光清洗装置及方法。本发明包括光纤激光器(1)、激光准直器(2)、手持式激光清洗头(3)。本发明可以将输入激光的圆形光斑转换成能量分布均匀的线形光斑，提高清洗效果和清洗效率。清洗激光光斑长度可调，应用场景广泛。采用简单的反射率监测法，用于监测清洗效果，减少了元器件的数量，使结构更加简单紧凑。工作距离为定值，不因调焦过程发生变化。同时可以配套定长镜筒，保证镜筒端面即为焦面，给实际使用带来极大的方便。本发明公开的手持式激光清洗装置结构紧凑，体积小，重量轻，成本低，清洗效果均匀，效率高，不仅可以用于手持式清洗，还可以半自动和全自动清洗，具有很大的应用前景。

Description

一种手持式激光清洗装置及方法

技术领域

本发明涉及激光清洗领域，具体涉及一种手持式激光清洗装置及方法。

背景技术

激光清洗技术是近年来飞速发展起来的新型清洗技术，其原理是通过把高能量的激光束聚焦后照射在物体表面，使物体表面的污染物、涂层、氧化腐蚀生锈的表层发生振动、融化、蒸发或燃烧，最终脱离物体表面，以此达到清洗的目的。与传统的清洗技术相比，该技术具有无研磨和非接触性，对被清洗物体表面无机械作用力，不会损伤物体的表面或介质，且不会带来环境污染问题。

手持式激光清洗设备更是一种适合于工业应用的小型激光清洗设备。手持式激光清洗设备由于其具有很高的灵活性，能很好地满足小范围、多品种、场地变换频繁的清洗工况要求，能够对已经安装好的零组件进行原位清洗等特点被广泛使用。

然而，目前激光清洗领域，仍然存在着诸多不足之处：

(1)手持式激光清洗设备采用圆形激光光束会聚成点光斑进行逐点清洗，点光斑的面积约为1平方毫米量级，逐点清洗效率低下。

(2)手持式激光清洗设备的优势在于灵活性，可以适用多种应用场景，但目前大多设备针对不同应用场景，激光光斑参数不可调，均为点光斑，不能很好的适应不同的应用场景。

(3)使用手持式激光清洗设备进行作业时，设备与待加工工件之间的工作距离难以准确定位，工作过程中设备与工件距离不一致或扫描速度不均匀会导致工件表面出现明显的色差痕迹(俗称斑马纹)，其实质是表面粗糙度发生严重改变，表面质量严重下降，甚至可能引起基体的损伤。

(4)手持式激光清洗设备由于各种原因，很难满足结构紧凑，体积小，重量轻的要求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种手持式激光清洗装置。本装置包括光纤激光器、激光准直器、手持式激光清洗头。本发明可以将输入激光的圆形光斑转换成能量分布均匀的线形光斑，提高清洗效果和清洗效率。清洗激光光斑长度可调，应用场景广泛。采用简单的反射率监测法，用于监测清洗效果，减少了元器件的数量，使结构更加简单紧凑。工作距离为定值，不因调焦过程发生变化。同时可以配套定长镜筒，保证镜筒端面即为焦面，给实际使用带来极大的方便。本发明公开的手持式激光清洗装置结构紧凑，体积小，重量轻，成本低，清洗效果均匀，效率高，不仅可以用于手持式清洗，还可以半自动和全自动清洗，具有很大的应用前景。

本发明的技术解决方案如下：

光纤激光器输出激光波长λ，输出激光经过传能光纤传输至激光准直器，激光经过所述激光准直器后变成平行光束进入手持式激光清洗头，所述手持式激光清洗头外形如装置图中虚线所示，其内部构造按照激光传输方向依次是第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、反射镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜、吸尘器、实时监测器件。激光经过所述第十透镜之后打到待清洗样品表面上。控制器与所述光纤激光器、手持式激光清洗头、实时监测器件分别相连。

所述第一透镜为负透镜、第二透镜为正透镜、第三透镜为负透镜、第四透镜为正透镜、第五透镜为负透镜、第六透镜为正透镜、第七透镜为正透镜、第八透镜为正透镜、第九透镜为正透镜、第十透镜为平面透镜。

所述第一透镜为平凹透镜、第二透镜为平凸透镜、第三透镜为双凹透镜、第四透镜为双凸透镜、第五透镜为双凹透镜、第六透镜为双凸透镜、第七透镜为平凸透镜、第八透镜为平凸透镜、第九透镜为平凸透镜。

所述第一透镜设置有孔径光阑。

所述第一透镜、第二透镜均为非球面透镜；所述第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜均为球面透镜；所述第七透镜、第八透镜、第九透镜均为柱面透镜。

所述第三透镜的焦距为f₅，第四透镜的焦距为f₆，第五透镜的焦距为f₇，第六透镜的焦距为f₉，且0.5<∣f₅/f₆∣<1.5，0.5<∣f₇/f₆∣<1.5，15<∣f₉/f₇∣<25。

所述第七透镜的焦距为f₁₀，所述第八透镜的焦距为f₁₁，所述第九透镜焦距为f₁₂，且0.8<∣f₁₀/f₁₁∣<1.2，2<∣f₁₂/f₁₁∣<3。

所述第一透镜的透光孔径为D1，且5毫米<D1<10毫米。

进一步的，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜材料均采用熔融石英。

进一步的，所述第一透镜的前后表面的半径分别为无限大和67.944毫米；第二透镜的前后表面的半径分别为-32.760毫米和无限大；第三透镜的前后表面的半径分别为-29.115毫米和29.115毫米；第四透镜的前后表面的半径分别为39.679毫米和-37.679毫米；第五透镜的前后表面的半径分别为-32.238毫米和32.238毫米；第六透镜的前后表面的半径分别为400.000毫米和-400.000毫米；第七透镜的前表面的X、Y半径分别为无限大和200.000毫米，后表面为平面(参照装置示意图，沿激光传输方向为Z轴建立右手直角坐标系，X方向为垂直纸面向内，Y方向为沿纸面向上)；第八透镜的前表面为平面，后表面的X、Y半径分别为200.000毫米和无限大；第九透镜的前表面的X、Y半径分别为无限大和500.000毫米，后表面为平面；

进一步的，所述第一透镜的中心厚度为5.000毫米，所述第一透镜与第二透镜之间的空气间隔为100.000毫米；所述第二透镜的中心厚度为5.000毫米，所述第二透镜与第三透镜之间的空气间隔为10.000毫米；所述第三透镜的中心厚度为10.000毫米，所述第三透镜与第四透镜之间的空气间隔为变量，变化范围从26.000至60.000毫米；所述第四透镜的中心厚度为10.000毫米，所述第四透镜与第五透镜之间的空气间隔为变量，变化范围从12.000至80.000毫米；所述第五透镜的中心厚度为10.000毫米，所述第五透镜与反射镜之间的空气间隔为变量，变化范围从218.000至250.000毫米；所述反射镜与第六透镜之间的空气间隔为80.000毫米；所述第六透镜的中心厚度为20.000毫米，所述第六透镜与第七透镜之间的空气间隔为10.000毫米；所述第七透镜的中心厚度为15.000毫米，所述第七透镜与第八透镜之间的空气间隔为2.000毫米；所述第八透镜的中心厚度为15.000毫米，所述第八透镜与第九透镜之间的空气间隔为2.000毫米；所述第九透镜的中心厚度为15.000毫米，所述第九透镜与第十透镜之间的空气间隔为2.000毫米；所述第十透镜的中心厚度为15.000毫米；

进一步的，本装置工作波段为1064纳米；

进一步的，从所述手持式激光清洗头出射的激光光斑焦深大于20毫米，即待清洗样品表面起伏±10毫米的情况下，可以保证相同的激光清洗效果。

进一步的，所述第十透镜为可插拔保护镜，根据磨损情况可随时更换。

进一步的，所述反射镜与入射激光方向的夹角为45度，即将水平入射的激光反射至垂直向下出射。

进一步的，所述控制器通过控制线与所述光纤激光器相连，调整和控制激光器输出激光的相关参数。

进一步的，所述控制器通过控制线与手持式激光清洗头相连，通过控制手持式激光清洗头来调节最终出射的清洗激光线宽，激光线宽可调范围从10毫米到30毫米连续可调。

进一步的，所述实时监测器件采用独立激光光源632.8纳米波长，光斑直径5毫米，与独立激光光源632.8纳米激光照射方向成30度夹角方向设置反射光采集探头，反射光采集探头采用硅光电二极管，硅光电二极管探头前加632.8纳米的窄带滤光片；

进一步的，所述手持式激光清洗头的工作距离(从第十透镜到待清洗样品表面的距离)固定为300毫米，不因调焦过程发生变化，给实际使用带来极大的方便。同时可以配套定长300毫米镜筒，安装在手持式激光清洗头上，保证镜筒端面即为焦面，给实际使用带来极大的方便。

本发明的有益效果：

(1)本装置可以将输入激光的圆形光斑转换成能量分布均匀的线形光斑，提高清洗效果和清洗效率。

(2)针对不同应用场景，清洗激光光斑参数可调，线形光斑长度从10毫米至30毫米连续可调。例如针对精细场景可用短光斑，针对大面积清洗场景可以采用长光斑。

(3)针对待清洗样品凹凸不平表面，本装置可以实现大焦深，保证一定离焦范围内清洗效果一致。

(4)本装置的整个光学系统采用反射式自由光路，实现了光轴的转向，避免了单向光轴整形系统过长的问题，使手持头的设计更加人性化，便于操作。采用简单的反射率监测法，用于监测清洗效果，减少了元器件的数量，使结构更加简单紧凑。

(5)本装置的工作距离为定值，不因调焦过程发生变化。同时可以配套定长镜筒，保证镜筒端面即为焦面，给实际使用带来极大的方便。

(6)变焦激光清洗头内含激光清洗镜头保护器件，有效隔绝清洗外部环境，保护激光清洗头的使用效果和使用寿命。增加吸尘器，及时处理清洗过程中的粉尘和烟雾颗粒等。

(7)本装置虽然是手持式激光清洗装置，但应用场景广泛，除了手持方式外还可以利用类似于加工中心平台，导轨，将扫描头安装在被伺服马达驱动的主轴上，实现半自动的清洗。也针对于生产线上某类工件，模具的批量清洗，可以选用机器手臂全自动编程清洗。

(8)本装置未使用扫描振镜系统，结构紧凑，体积小，重量轻，成本低，清洗效果均匀，效率高，具有很大的应用前景。

附图说明

图1是手持式激光清洗装置示意图

图2是手持式激光清洗头内部光路图

图3是长度为10毫米时线形光斑软件模拟图

图4是长度为30毫米时线形光斑软件模拟图

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1、2所示，一种手持式激光清洗装置，包括光纤激光器1输出激光波长λ，输出激光经过传能光纤传输至激光准直器2，激光经过所述激光准直器2后变成平行光束进入手持式激光清洗头T，所述手持式激光清洗头T外形如装置图中虚线所示，其内部构造按照激光传输方向依次是第一透镜3、第二透镜4、第三透镜5、第四透镜6、第五透镜7、反射镜8、第六透镜9、第七透镜10、第八透镜11、第九透镜12、第十透镜13、吸尘器14、实时监测器件15。激光经过所述第十透镜13之后打到待清洗样品表面16上。控制器17与所述光纤激光器1、手持式激光清洗头T、实时监测器件15分别相连。

所述第一透镜3为负透镜、第二透镜4为正透镜、第三透镜5为负透镜、第四透镜6为正透镜、第五透镜7为负透镜、第六透镜9为正透镜、第七透镜10为正透镜、第八透镜11为正透镜、第九透镜12为正透镜、第十透镜13为平面透镜。

所述第一透镜3为平凹透镜、第二透镜4为平凸透镜、第三透镜5为双凹透镜、第四透镜6为双凸透镜、第五透镜7为双凹透镜、第六透镜9为双凸透镜、第七透镜10为平凸透镜、第八透镜11为平凸透镜、第九透镜12为平凸透镜。

所述第一透镜3设置有孔径光阑。

所述第一透镜3、第二透镜4均为非球面透镜；所述第三透镜5、第四透镜6、第五透镜7、第六透镜9均为球面透镜；所述第七透镜10、第八透镜11、第九透镜12均为柱面透镜。

所述第三透镜5的焦距为f₅，第四透镜6的焦距为f₆，第五透镜7的焦距为f₇，第六透镜9的焦距为f₉，且0.5<∣f₅/f₆∣<1.5，0.5<∣f₇/f₆∣<1.5，15<∣f₉/f₇∣<25。

所述第七透镜10的焦距为f₁₀，所述第八透镜11的焦距为f₁₁，所述第九透镜12焦距为f₁₂，且0.8<∣f₁₀/f₁₁∣<1.2，2<∣f₁₂/f₁₁∣<3。

所述第一透镜3的透光孔径为D1，且5毫米<D1<10毫米。

进一步的，所述第一透镜3、第二透镜4、第三透镜5、第四透镜6、第五透镜7、第六透镜9、第七透镜10、第八透镜11、第九透镜12、第十透镜13材料均采用熔融石英。

进一步的，所述第一透镜3的前后表面的半径分别为无限大和67.944毫米；第二透镜4的前后表面的半径分别为-32.760毫米和无限大；第三透镜5的前后表面的半径分别为-29.115毫米和29.115毫米；第四透镜6的前后表面的半径分别为39.679毫米和-37.679毫米；第五透镜7的前后表面的半径分别为-32.238毫米和32.238毫米；第六透镜9的前后表面的半径分别为400.000毫米和-400.000毫米；第七透镜10的前表面的X、Y半径分别为无限大和200.000毫米，后表面为平面(参照装置示意图，沿激光传输方向为Z轴建立右手直角坐标系，X方向为垂直纸面向内，Y方向为沿纸面向上)；第八透镜11的前表面为平面，后表面的X、Y半径分别为200.000毫米和无限大；第九透镜12的前表面的X、Y半径分别为无限大和500.000毫米，后表面为平面；

进一步的，所述第一透镜3的中心厚度为5.000毫米，所述第一透镜3与第二透镜4之间的空气间隔为100.000毫米；所述第二透镜4的中心厚度为5.000毫米，所述第二透镜4与第三透镜5之间的空气间隔为10.000毫米；所述第三透镜5的中心厚度为10.000毫米，所述第三透镜5与第四透镜6之间的空气间隔为变量，变化范围从26.000至60.000毫米；所述第四透镜6的中心厚度为10.000毫米，所述第四透镜6与第五透镜7之间的空气间隔为变量，变化范围从12.000至80.000毫米；所述第五透镜7的中心厚度为10.000毫米，所述第五透镜7与反射镜8之间的空气间隔为变量，变化范围从218.000至250.000毫米；所述反射镜8与第六透镜9之间的空气间隔为80.000毫米；所述第六透镜9的中心厚度为20.000毫米，所述第六透镜9与第七透镜10之间的空气间隔为10.000毫米；所述第七透镜10的中心厚度为15.000毫米，所述第七透镜10与第八透镜11之间的空气间隔为2.000毫米；所述第八透镜11的中心厚度为15.000毫米，所述第八透镜11与第九透镜12之间的空气间隔为2.000毫米；所述第九透镜12的中心厚度为15.000毫米，所述第九透镜12与第十透镜13之间的空气间隔为2.000毫米；所述第十透镜13的中心厚度为15.000毫米；

进一步的，本装置工作波段为1064纳米；

进一步的，从所述手持式激光清洗头T出射的激光光斑焦深大于20毫米，即待清洗样品表面起伏±10毫米的情况下，可以保证相同的激光清洗效果。

进一步的，所述第十透镜13为可插拔保护镜，根据磨损情况可随时更换。

进一步的，所述反射镜8与入射激光方向的夹角为45度，即将水平入射的激光反射至垂直向下出射。

进一步的，所述控制器17通过控制线与所述光纤激光器1相连，调整和控制激光器输出激光的相关参数。

进一步的，所述控制器17通过控制线与手持式激光清洗头T相连，通过控制手持式激光清洗头T来调节最终出射的清洗激光线宽，激光线宽可调范围从10毫米到30毫米连续可调，如图3、4所示，分别是长度为10毫米时线形光斑软件模拟图、长度为30毫米时线形光斑软件模拟图。

进一步的，所述实时监测器件15采用独立激光光源632.8纳米波长，光斑直径5毫米，与独立激光光源632.8纳米激光照射方向成30度夹角方向设置反射光采集探头，反射光采集探头采用硅光电二极管，硅光电二极管探头前加632.8纳米的窄带滤光片；

进一步的，所述手持式激光清洗头T的工作距离(从第十透镜13到待清洗样品表面的距离)固定为300毫米，不因调焦过程发生变化，给实际使用带来极大的方便。同时可以配套定长300毫米镜筒，安装在手持式激光清洗头T上，保证镜筒端面即为焦面，给实际使用带来极大的方便。

实际镜片参数和镜片中心距参数如下表1所示：

表1(单位：毫米)：

注：表中带*的量为变量

表2为第一透镜3的后表面和第二透镜4的前表面非球面数据，其中非球面公式为：

其中，

z：非球面的深度

r：从光轴到透镜面的距离(高度)(mm)

K：离心率

c：近轴曲率

A,B,C,D……:4,6,8,10……阶非球面系数

表2：

参数	第一透镜3后表面	第二透镜4前表面
			半径	67.944	32.760
二次曲面常数(K)	0	0
			4阶系数(A)	7.485×10<sup>-3</sup>	-8.947×10<sup>-3</sup>
6阶系数(B)	-7.702×10<sup>-4</sup>	-3.764×10<sup>-5</sup>
			8阶系数(C)	2.437×10<sup>-5</sup>	1.989×10<sup>-6</sup>
10阶系数(D)	1.609×10<sup>-6</sup>	-2.767×10<sup>-7</sup>
			12阶系数(E)	-3.178×10<sup>-7</sup>	1.140×10<sup>-8</sup>
14阶系数(F)	1.330×10<sup>-8</sup>	-2.820×10<sup>-10</sup>

本发明装置的工作过程如下：

S1：参数选择及系统初始化。

各部件开机，根据具体应用场景，选择合适的参数(例如：选择手持式工作模式，激光波长1064纳米，重复频率50赫兹，清洗激光头出光线宽为20毫米，清洗前后样品表面反射率分别为20％和80％等)。在此参数下，控制器17控制光纤激光器1输出波长为1064纳米，重复频率为50赫兹。控制器17控制手持式激光清洗头T进行变焦，使输出激光光束线宽为20毫米。控制器17与实时监测器件15相连，实时采集反射率数据。吸尘器14在整个清洗过程中保持打开状态。

S2：清洗过程。

光纤激光器1发出的激光经过激光准直器2之后变成平行光束进入手持式激光清洗头T。激光经过手持式激光清洗头T之后变成长度为20毫米的线光斑照射至待清洗样品表面进行清洗。清洗过程中，操作人员用手控制手持式激光清洗头T保持匀速前进，前进速度与设置的激光器重复频率成正比。在激光重复频率为50赫兹的情况下，手持式激光清洗头T前进速度为5厘米每秒。

S3：监视过程。

在清洗过程中，实时监测器件15采集的反射率数据源源不断的传输至控制器17中，如果反射率低于设定范围(本例中清洗效果优良时反射率为80％)，则控制器17给出中断信号，提示本次清洗效果欠佳，提前结束，重新设置后再进行清洗。

如未出现异常情况，全部面积清洗结束后通过控制器17结束本次清洗。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技术所创的等效方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种手持式激光清洗装置，其特征在于，包括：控制器(17)、光纤激光器(1)、激光准直器(2)、手持式激光清洗头(T)；所述光纤激光器(1)输出激光波长λ，输出的激光经过所述激光准直器(2)后变成平行光束，进入手持式激光清洗头(T)；

所述手持式激光清洗头(T)内部构造按照激光传输方向依次是第一透镜(3)、第二透镜(4)、第三透镜(5)、第四透镜(6)、第五透镜(7)、反射镜(8)、第六透镜(9)、第七透镜(10)、第八透镜(11)、第九透镜(12)、第十透镜(13)、实时监测器件(15)；激光经过所述第十透镜(13)之后打到待清洗样品表面(16)上；

所述控制器(17)能够调整和控制光纤激光器(1)输出激光，所述控制器(17)能够控制手持式激光清洗头(T)以调节出射的清洗激光线宽，所述控制器(17)接收实时监测器件(15)的数据，并根据监测数据发出指令；

所述第一透镜(3)为负透镜、第二透镜(4)为正透镜、第三透镜(5)为负透镜、第四透镜(6)为正透镜、第五透镜(7)为负透镜、第六透镜(9)为正透镜、第七透镜(10)为正透镜、第八透镜(11)为正透镜、第九透镜(12)为正透镜、第十透镜(13)为平面透镜；

所述第一透镜(3)为平凹透镜、第二透镜(4)为平凸透镜、第三透镜(5)为双凹透镜、第四透镜(6)为双凸透镜、第五透镜(7)为双凹透镜、第六透镜(9)为双凸透镜、第七透镜(10)为平凸透镜、第八透镜(11)为平凸透镜、第九透镜(12)为平凸透镜；

所述第一透镜(3)设置有孔径光阑；

所述第一透镜(3)、第二透镜(4)均为非球面透镜；所述第三透镜(5)、第四透镜(6)、第五透镜(7)、第六透镜(9)均为球面透镜；所述第七透镜(10)、第八透镜(11)、第九透镜(12)均为柱面透镜；

所述第三透镜(5)的焦距为f₅，第四透镜(6)的焦距为f₆，第五透镜(7)的焦距为f₇，第六透镜(9)的焦距为f₉，且0.5<∣f₅/f₆∣<1.5，0.5<∣f₇/f₆∣<1.5，15<∣f₉/f₇∣<25；

所述第七透镜(10)的焦距为f₁₀，所述第八透镜(11)的焦距为f₁₁，所述第九透镜(12)焦距为f₁₂，且0.8<∣f₁₀/f₁₁∣<1.2，2<∣f₁₂/f₁₁∣<3；

所述第一透镜(3)的透光孔径为D1，且5毫米<D1<10毫米。

2.根据权利要求1所述的一种手持式激光清洗装置，其特征在于，所述第一透镜(3)的前后表面的半径分别为无限大和67.944毫米；第二透镜(4)的前后表面的半径分别为-32.760毫米和无限大；第三透镜(5)的前后表面的半径分别为-29.115毫米和29.115毫米；第四透镜(6)的前后表面的半径分别为39.679毫米和-37.679毫米；第五透镜(7)的前后表面的半径分别为-32.238毫米和32.238毫米；第六透镜(9)的前后表面的半径分别为400.000毫米和-400.000毫米；第七透镜(10)的前表面的X、Y半径分别为无限大和200.000毫米，后表面为平面；第八透镜(11)的前表面为平面，后表面的X、Y半径分别为200.000毫米和无限大；第九透镜(12)的前表面的X、Y半径分别为无限大和500.000毫米，后表面为平面。

3.根据权利要求1所述的一种手持式激光清洗装置，其特征在于，所述第一透镜(3)的中心厚度为5.000毫米，所述第一透镜(3)与第二透镜(4)之间的空气间隔为100.000毫米；所述第二透镜(4)的中心厚度为5.000毫米，所述第二透镜(4)与第三透镜(5)之间的空气间隔为10.000毫米；所述第三透镜(5)的中心厚度为10.000毫米，所述第三透镜(5)与第四透镜(6)之间的空气间隔为变量，变化范围从26.000至60.000毫米；所述第四透镜(6)的中心厚度为10.000毫米，所述第四透镜(6)与第五透镜(7)之间的空气间隔为变量，变化范围从12.000至80.000毫米；所述第五透镜(7)的中心厚度为10.000毫米，所述第五透镜(7)与反射镜(8)之间的空气间隔为变量，变化范围从218.000至250.000毫米；所述反射镜(8)与第六透镜(9)之间的空气间隔为80.000毫米；所述第六透镜(9)的中心厚度为20.000毫米，所述第六透镜(9)与第七透镜(10)之间的空气间隔为10.000毫米；所述第七透镜(10)的中心厚度为15.000毫米，所述第七透镜(10)与第八透镜(11)之间的空气间隔为2.000毫米；所述第八透镜(11)的中心厚度为15.000毫米，所述第八透镜(11)与第九透镜(12)之间的空气间隔为2.000毫米；所述第九透镜(12)的中心厚度为15.000毫米，所述第九透镜(12)与第十透镜(13)之间的空气间隔为2.000毫米；所述第十透镜(13)的中心厚度为15.000毫米。

4.根据权利要求1所述的一种手持式激光清洗装置，其特征在于，所述装置的工作波段为1064纳米。

5.根据权利要求1所述的一种手持式激光清洗装置，其特征在于，所述手持式激光清洗头(T)出射的激光光斑焦深大于20毫米，出射的激光线宽可调范围从10毫米到30毫米连续可调，其工作距离固定为300毫米。

6.根据权利要求1所述的一种手持式激光清洗装置，其特征在于，所述反射镜(8)与入射激光方向的夹角为45度。

7.根据权利要求1所述的一种手持式激光清洗装置，其特征在于，所述第十透镜(13)为可插拔保护镜，所述手持式激光清洗头(T)外部配套定长300毫米镜筒。

8.根据权利要求1所述的一种手持式激光清洗装置，其特征在于，所述实时监测器件(15)采用独立激光光源632.8纳米波长，光斑直径5毫米，与独立激光光源632.8纳米激光照射方向成30度夹角方向设置反射光采集探头，反射光采集探头采用硅光电二极管，硅光电二极管探头前加632.8纳米的窄带滤光片。

9.一种手持式激光清洗方法，其特征在于，包括：

S1：参数选择及系统初始化

各部件开机，根据具体应用场景，选择合适的参数，例如：选择手持式工作模式，激光波长1064纳米，重复频率50赫兹，清洗激光头出光线宽为20毫米，清洗前后样品表面反射率分别为20％和80％，在此参数下，控制器(17)控制光纤激光器(1)输出波长为1064纳米，重复频率为50赫兹；控制器(17)控制手持式激光清洗头(T)进行变焦，使输出激光光束线宽为20毫米，控制器(17)与实时监测器件(15)相连，实时采集反射率数据；

S2：清洗过程

光纤激光器(1)发出的激光经过激光准直器(2)之后变成平行光束进入手持式激光清洗头(T)，激光经过手持式激光清洗头(T)之后变成长度为20毫米的线光斑照射至待清洗样品表面(16)进行清洗；清洗过程中，操作人员用手控制手持式激光清洗头(T)保持匀速前进，前进速度与设置的激光器重复频率成正比，在激光重复频率为50赫兹的情况下，手持式激光清洗头(T)前进速度为5厘米每秒；

S3：监视过程

在清洗过程中，实时监测器件(15)采集的反射率数据源源不断的传输至控制器(17)中，如果反射率低于设定范围，则控制器(17)给出中断信号，提示本次清洗效果欠佳，提前结束，重新设置后再进行清洗；

如未出现异常情况，全部面积清洗结束后通过控制器(17)结束本次清洗；

吸尘器(14)在整个清洗过程中保持打开状态，吸收污物。

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