Laserreiniging is een geschenk aan de natuurkundegemeenschap om historische gebouwen te helpen behouden. Luchtvervuiling, met name zwavelzuuraërosolen, had een wisselwerking met het calciumcarbonaatbeeld en vormde een pleisterlaag bestaande uit calciumsulfaat en water. Laserreiniging kan worden gebruikt om filmafzettingen en verontreinigingen zoals sulfaten en nitraten van marmerconstructies te verwijderen. Figuur 1 hieronder toont een beeld met zwarte afzettingen erop.
Bij het vergelijken van laserreiniging met andere steenreinigingsmethoden valt de eerste op door zijn nauwkeurigheid, contactloze implementatie en veelzijdigheid. Het wijdverbreide gebruik van laserreiniging werd aanvankelijk belemmerd vanwege het vermoeden dat het een complexe methode was en dat er beperkingen waren bij de toegang tot originele monumenten om te testen.
Verbeteringen in modellen van laserpulsinteractie met steen en technologische vooruitgang in lasersystemen hebben deze aanvankelijke twijfels echter overwonnen, en laserreiniging is een koploper geworden bij het reinigen van historische monumenten.
Om de eerste twee vragen aan het begin van dit artikel te beantwoorden, kunnen we daarom antwoorden dat gepulseerde lasersystemen, zoals de 1064 nm Nd:YAG-laser, en hun harmonische golflengten klaar zijn voor het reinigen van stenen.
Andere soorten gepulseerde lasers met instelbare pulsbreedtes kunnen ook worden gebruikt.
Wat betreft de voordelen van laserreiniging ten opzichte van zandstralen, schrobben, chemische methoden en ultrasoon geluid, kan worden gezegd dat het de contactloze methode is en de nauwkeurigheid van het verwijderen van afgezette films.
Om alle gerelateerde derde, vierde en vijfde vragen te beantwoorden, moet men rekening houden met de aard van de interactie van de laserpuls met de steen. De interactie van laserpulsen met steen kan worden onderverdeeld in zelfbeperkende en niet-zelfbeperkende laserablatieprocessen. Bij zelflimiterende laserablatieprocessen is de schadedrempel van de afgezette verontreinigingsfilm veel lager dan die van het onderliggende substraat.
Aan de andere kant liggen bij niet-zelfbeperkende laserablatieprocessen de schadedrempels van het substraat en de film zeer dicht bij elkaar.
Daarom zal in het eerste geval het reinigingsproces veel eenvoudiger zijn, omdat als de juiste laserpulsenergie en -duur worden gebruikt (de term laserfluentie wordt veel gebruikt, wat energie per oppervlakte-eenheid betekent, in Joules/cm2), dan zal de verontreinigende stof folie wordt verwijderd. Verdampt alvorens schade aan het onderliggende substraat te veroorzaken. Bij niet-zelfbeperkende gevallen is de kans op schade veel groter.
Veel werknemers op het gebied van laserreiniging voor kunstrestauratie maken gebruik van fiberlasers vanwege hun flexibiliteit en vermogen om de straal op moeilijk bereikbare plaatsen op beelden te laten schijnen. Het laserreinigen is een kunstwerk op zich, waarbij een ervaren operator en een fiberlaser nodig zijn om flexibiliteit te bereiken. Lasers zijn meestal van het industriële type en lasersystemen hebben geen bewegende delen. Als u een MOPA-laser (Master Oscillator Power Amplifier) gebruikt, krijgt u afstembare laserpulsen en geen kristalveroudering zoals Nd:YAG-lasers. Figuur 3 toont een operator die een fiberlaser gebruikt om kunstwerken te reinigen.
Je zou er ook op kunnen wijzen dat het gebruik van lasers voor het reinigen van stenen gezonder is voor het milieu, omdat het proces niet zoveel fijnstof produceert als zandstralen. De operator moet uiteraard een laserveiligheidsbril dragen.
