激光清洗技术
对文物进行保护与修复前，需要清洗其表面，去除本体以外多余的物质。文物保护修复传统的清洗方法包括化学清洗和机械清洗。化学清洗过程中，需要使用许多化学试剂，若使用不慎会对文物造成二次伤害，而且往往清洁力度有限，有时还会产生其他氧化物或杂质，使用完剩余的化学试剂还会对环境造成污染。机械清洗是利用机械工具对文物物理性去除表面硬结物，有些锈蚀组织与本体紧密结合，传统机械法很容易损伤文物本身，而且一般清洁度都较低，人工操作耗费的时间较长，清洁效果也不明显。超声波清洗由于原理限制，小型手持超声波洁牙仪无法完成亚微米级污粒的清洗，给文物清洁造成不便；大型超声波清洗槽因其尺寸固定，制约了大尺寸复杂结构方面的清洗效果，每次仅能容纳部分零件，对于体量超大的青铜重器便无能为力了，而且与去离子水接触过程中还可能会造成二次污染。与传统的化学清洗、机械清洗、高频超声波清洗相比，激光清洗具有非常明显的优势，它是目前发展最快的一种文物清洗方法，也是工业清洗的主流技术之一。
激光清洗是把激光束聚焦到文物的表面，使材料吸收的光能转化为热能，利用材料发生热膨胀产生的热应力克服污染物微粒与材料表面吸附力，使得锈斑、污渍层、涂料层发生瞬间剥离或汽化，从而达到清洗的目的。激光清洗技术是一种“绿色”新型清洗技术，具有无研磨、非接触和无污染等特点，因此它正逐步取代传统手动清洗而成为文物保护修复过程中的一项科技手段。
20世纪60年代初，随着激光技术的发展，激光清洗技术首次出现在公众视野中。到了80年代，微电子技术的超高要求催生了激光干式清洗技术。21世纪，随着微电子集成化程度越来越高，去除微粒的尺寸也越来越小，超快激光得到了快速发展。
目前，国际上出现的商用激光清洗设备已有很多，研究也较为深入。然而，国内的激光清洗设备因起步晚，还停留在实验室阶段，真正应用于实际生产的比较少。国内有几家科研单位或院校已能够申请和研制一些激光清洗系统的专利，如北京大学的便携式激光清洗机，南开大学的窄脉宽激光自动除污系统，清华大学、中科院物理所等联合申请的瓦级全固态紫外激光清洗机及激光清洗方法，长春理工大学的便携式全固态双波长激光清洗装置，以及中科院安徽光学精密机械研究所研制的激光清洗机（它具有快速响应光闸，功率实时显示，同步进行扫描的红色校准光，激光能量、光束直径可调等特点，主要用于各种模具、部件的清洗）。
2012年，长春理工大学路磊在《背带式双波长全固态激光清洗设备》中介绍了这款设备能够满足工业清洗的要求。2014年，南开大学李伟在《激光清洗锈蚀的机制研究和设备开发》中提出了一种双光束湿式除锈的清洗方法和清洗装置。2015年，中国地质大学齐扬以云冈石窟为例，开展了石质文物本体及其表面污物基本性质的分析梳理、激光清除表面典型污物的试验、激光清除石质文物的安全性试验、激光清洗设备研发、激光清洗石质文物工艺研究和现场应用验证试验等，对表面污物激光清洗的机理和文物安全性方面进行了研究分析，填补了我国石质文物激光清洗技术的空白。2018年，华中科技大学余晓畅自主研制的激光清洗设备最高输出平均功率为270 W，脉冲重复率5~12 kHz，峰值功率可以达到70 kW以上，是目前国内研制的脉冲激光清洗设备中平均功率较高的产品。2019年，苏州大学潘煜团队设计出了手持式激光清洗设备的振镜辅助控制系统，解决了手持式激光清洗设备在实际清洗时要不停手动调节扫描速度和扫描范围的不便。
一套激光清洗机一般由多个系统组合而成，包括激光器系统、光束调整传输系统、移动平台系统、实时监测系统、自动控制操作系统及其他辅助系统。其中，激光器系统是整个流程的核心环节，可以选择CO2激光器来达到比较高的清洗效率；光束调整传输系统通过调整激光的形状、大小等针对性地清洗密度比较高的区域；移动平台系统通过驱动装置将被清洗器物进行位移，可以平移或旋转，保证清洗的均匀性；实时监测系统和自动控制系统及时记录监测信息反馈给控制系统，实施操作是否继续等指令。
激光清洗效果与许多因素相关，包括激光的波长、脉宽、功率密度、扫描辐射时长等。因此，需要根据清洗方式、对象、环境及自动化程度，调节清洗参数，达到不同程度的清洗，如不同的材料对激光的吸收特性不同，通过调节各平台系统才能达到整体的清洗效果。
激光清洗技术的优势在于：绿色无污染，不使用化学试剂，废弃物易收集；零接触，不与本体接触；可局部清洗，使文物清洗更有针对性和灵活性；远距离操控，自动化清洗，探测器实时反馈控制；单位面积清洗成本较其他清洗方式低廉。
激光清洗技术的不足在于：内部机制不稳定，易出现清洗损伤。
图3-47 激光清洗机
图3-48 激光清洗前后对比图