Die Laserreinigung ist ein Geschenk an die Physikergemeinschaft, um zum Erhalt historischer Gebäude beizutragen. Luftverschmutzung, insbesondere Schwefelsäureaerosole, interagierte mit der Kalziumkarbonatstatue und bildete eine Gipsschicht aus Kalziumsulfat und Wasser. Mit der Laserreinigung können Filmablagerungen und Verunreinigungen wie Sulfate und Nitrate von Marmorstrukturen entfernt werden. Abbildung 1 unten zeigt eine Statue mit schwarzen Ablagerungen.
Beim Vergleich der Laserreinigung mit anderen Steinreinigungsmethoden sticht erstere durch ihre Genauigkeit, berührungslose Durchführung und Vielseitigkeit hervor. Der weit verbreitete Einsatz der Laserreinigung wurde zunächst verhindert, da der Verdacht bestand, dass es sich um eine komplexe Methode handele und der Zugang zu Originaldenkmälern für Tests eingeschränkt sei.
Verbesserungen bei Modellen der Laserpulswechselwirkung mit Stein und technologische Fortschritte bei Lasersystemen haben diese anfänglichen Zweifel jedoch ausgeräumt, und die Laserreinigung hat sich zu einem Spitzenreiter bei der Reinigung historischer Denkmäler entwickelt.
Um die ersten beiden am Anfang dieses Artikels gestellten Fragen zu beantworten, können wir daher antworten, dass gepulste Lasersysteme wie der 1064-nm-Nd:YAG-Laser und ihre harmonischen Wellenlängen für die Steinreinigung geeignet sind.
Es können auch andere Arten von gepulsten Lasern mit einstellbarer Pulsbreite verwendet werden.
Zu den Vorteilen der Laserreinigung gegenüber Sandstrahlen, Schrubben, chemischen Methoden und Ultraschall kann man sagen, dass es sich um die berührungslose Methode und die Genauigkeit beim Entfernen abgelagerter Filme handelt.
Um alle damit verbundenen dritten, vierten und fünften Fragen zu beantworten, muss man die Art der Wechselwirkung des Laserpulses mit dem Stein berücksichtigen. Die Wechselwirkung von Laserpulsen mit Stein kann in selbstlimitierende und nicht selbstlimitierende Laserablationsprozesse unterteilt werden. Bei selbstlimitierenden Laserablationsprozessen ist die Zerstörschwelle des abgeschiedenen Kontaminationsfilms deutlich niedriger als die des darunter liegenden Substrats.
Andererseits liegen bei nicht selbstlimitierenden Laserablationsprozessen die Schadensschwellen von Substrat und Film sehr nahe beieinander.
Daher wird im ersten Fall der Reinigungsprozess viel einfacher sein, denn wenn die entsprechende Laserpulsenergie und -dauer verwendet wird (der Begriff Laserfluenz wird häufig verwendet, was Energie pro Flächeneinheit in Joule/cm2 bedeutet), dann wird der Schadstoff entfernt Der Film wird entfernt. Verdunstet, bevor das darunter liegende Substrat beschädigt wird. Bei nicht selbstlimitierenden Fällen ist die Wahrscheinlichkeit eines Schadens viel höher.
Viele Arbeiter im Bereich der Laserreinigung zur Kunstrestaurierung nutzen Faserlaser aufgrund ihrer Flexibilität und der Fähigkeit, den Strahl an schwer zugängliche Stellen von Statuen zu richten. Die Laserreinigung ist ein Kunstwerk für sich und erfordert einen erfahrenen Bediener und einen Faserlaser, um Flexibilität zu erreichen. Bei Lasern handelt es sich meist um Industrielaser, und Lasersysteme haben keine beweglichen Teile. Wenn Sie einen MOPA-Laser (Master Oscillator Power Amplifier) verwenden, erhalten Sie abstimmbare Laserimpulse und keine Kristallalterung wie bei Nd:YAG-Lasern. Abbildung 3 zeigt einen Bediener, der einen Faserlaser zum Reinigen von Kunstwerken verwendet.
Man könnte auch darauf hinweisen, dass der Einsatz von Lasern zur Steinreinigung gesünder für die Umwelt ist, da bei diesem Verfahren nicht so viel Feinstaub entsteht wie beim Sandstrahlen. Selbstverständlich muss der Bediener eine Laserschutzbrille tragen.
