Laserrensning er en gave til fysiksamfundet for at hjælpe med at bevare historiske bygninger. Luftforurening, specifikt svovlsyreaerosoler, interagerede med calciumcarbonatstatuen og dannede et lag gips bestående af calciumsulfat og vand. Laserrensning kan bruges til at fjerne filmaflejringer og forurenende stoffer såsom sulfater og nitrater fra marmorstrukturer. Figur 1 nedenfor viser en statue med sorte aflejringer på.
Når man sammenligner laserrensning med andre stenrensningsmetoder, skiller førstnævnte sig ud for sin nøjagtighed, berøringsfri implementering og alsidighed. Udbredt brug af laserrensning blev oprindeligt forhindret på grund af mistanke om, at det var en kompleks metode, og at der var begrænsninger i adgangen til originale monumenter til test. ,
Forbedringer i modeller for laserpulsinteraktion med sten og teknologiske fremskridt inden for lasersystemer har imidlertid overvundet denne indledende tvivl, og laserrensning er blevet en frontløber inden for rengøring af historiske monumenter. ,
For at besvare de to første spørgsmål, der stilles i begyndelsen af denne artikel, kan vi derfor svare, at pulserende lasersystemer, såsom 1064 nm Nd:YAG-laseren, og deres harmoniske bølgelængder er klar til stenrensning. ,
Andre typer pulserende lasere med justerbare pulsbredder kan også anvendes. ,
Hvad angår fordelene ved laserrensning i forhold til sandblæsning, skrubning, kemiske metoder og ultralyd, kan det siges, at det er den ikke-kontaktmetode og nøjagtigheden af at fjerne aflejrede film.
For at besvare alle de relaterede tredje, fjerde og femte spørgsmål skal man overveje arten af laserpulsens interaktion med stenen. Interaktionen mellem laserimpulser og sten kan opdeles i selvbegrænsende og ikke-selvbegrænsende laserablationsprocesser. I tilfælde af selvbegrænsende laserablationsprocesser er skadetærsklen for den aflejrede forureningsfilm meget lavere end for det underliggende substrat. ,
På den anden side, for ikke-selvbegrænsende laserablationsprocesser, er skadetærsklerne for substratet og filmen meget tæt på hinanden. ,
Derfor vil renseprocessen i førstnævnte tilfælde være meget nemmere, fordi hvis der anvendes passende laserpulsenergi og varighed (begrebet laserfluens er meget brugt, hvilket betyder energi pr. arealenhed, i Joule/cm2), så er forureningsstoffet filmen vil blive fjernet. Fordamper, før det forårsager skade på det underliggende underlag. For ikke-selvbegrænsende tilfælde er sandsynligheden for skade meget højere.
Mange arbejdere inden for laserrensning til kunstrestaurering bruger fiberlasere på grund af deres fleksibilitet og evne til at skinne strålen til svært tilgængelige steder på statuer. Laserrensning er et kunstværk i sig selv, der kræver en dygtig operatør og fiberlaser for at opnå fleksibilitet. Lasere er for det meste af den industrielle type, og lasersystemer har ingen bevægelige dele. Hvis du bruger en MOPA-laser (Master Oscillator Power Amplifier), får du indstillelige laserimpulser og ingen krystalældning som Nd:YAG-lasere. Figur 3 viser en operatør, der bruger en fiberlaser til at rense kunstværker.
Man kan også påpege, at det er sundere for miljøet at bruge lasere til stenrensning, fordi processen ikke producerer så meget partikler som sandblæsning. Operatøren skal naturligvis bære laserbeskyttelsesbriller.
