Bezpieczne czyszczenie laserowe obiektów wykonanych z kości

• Autorzy: Ostrowski R. , Marczak J.

Warianty tytułu

EN

Safe laser cleaning of bone objects

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Dzieła sztuki często wykonane są z materiałów kruchych i podatnych na pękanie, dla których czyszczenie laserowe jest techniką niezastąpioną. Dotyczy to także figurek i rzeźb wykonanych z różnego rodzaju kości. Wynika stąd konieczność znajomości gęstości energii promieniowania, przy której zachodzi uszkodzenie powierzchni takich obiektów. W artykule opisujemy wyniki badań oddziaływania promieniowania laserowego z kośćmi wołowymi, kością słoniową oraz kłami dzika. W eksperymencie wykorzystano promieniowanie podstawowej (1064 nm, 500 mJ), drugiej (532 nm, 250 mJ) i trzeciej harmonicznej (355 nm, 90 mJ) impulsowego lasera Nd:YAG. Przy stałym czasie trwania impulsu 15 ns, gęstość energii promieniowania laserowego na powierzchni badanego obiektu zmieniano w szerokim zakresie. Dokładną wartość progu uszkodzenia kości wyznaczano na podstawie obserwacji mikroskopowych.

EN

Art objects are often made of fragile and susceptible to fracture materials, for which laser cleaning is an irreplaceable technique. The same applies to figures and sculptures made of different kinds of bones, so it is needed to determine damage threshold values of laser fluence. The paper, therefore, presents the results of investigations of pulse laser radiation interaction with bovine bones, ivory and boar tusk, utilizing different harmonic wavelengths of Nd:YAG laser in a wide range of fluencies. It includes fundamental wavelength of 1064 nm with maximum energy of 500 mJ and harmonics: 532 nm (250 mJ) and 355 nm (90 mJ), emitted by ReNOVALaser 5 system. Laser fluence has been controlled by direct energy variations or by radiation focusing at the object (spot size from 8 mm to 300 µm), using constant pulse duration of 15 ns. Exact determination of bones damage threshold was based on microscopic investigation of the results of laser pulse irradiation.

Słowa kluczowe

PL

czyszczenie laserowe; próg uszkodzenia; kość słoniowa; gęstość energii; laser impulsowy

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Elektrotechniki
• Czasopismo: Prace Instytutu Elektrotechniki
• Rocznik: 2008
• Tom: Z. 234
• Strony: 51--68
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Ostrowski R.

autor

Marczak J.

• Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna, 00-908 Warszawa, ul. Gen. Sylwestra Kaliskiego 2,

Bibliografia

• 1. Jones R.D., Scott T.R., Error propagation in laser beam spatial parameters, Opt. Quant. Electron. 26, 25-34, 1994.
• 2. Koechner W., Solid-State Laser Engineering, 4th edition, Springer, Berlin, 1999.
• 3. Landucci F., Pecchioni E., Torre D., Mazza P., Pini Ft., Siano S., Salimbeni R., Toward an optimized laser cleaning procedure to treat important palaontological specimens, J. Cult. Heritage 4, 106s-110s, 2003.
• 4. Landucci F., Pini R., Siano S., Salimbeni R., Pecchioni E., Laser clearing of fossil vertebrates: a preliminary report, J. Cult. Heritage 1, S263-S267, 2000.
• 5. Madden O., Pouli P., Abraham M., Fotakis C., Removal of dye-based ink stains from ivory: evaluation of cleaning results based on wavelength dependency and laser type, J. Cult. Heritage 4, 98s-105s, 2003.
• 6. Mann E.O., Espinoza M.J., Identification Guide for Ivory and Ivory Substitutes, 2nd edition, WWF Publications, Baltimore, 1992.
• 7. Ostrowski R., Barcikowski S., Marczak J., Ostendorf A., Strzelec M., Walter J., Nanoparticles during laser cleaning of lime stone of the Krakow Wawel Castle, in Laser Cleaning II, World Scientific, D. Kane (Ed), Ch. 9, 197-208, 2007.
• 8. Su X.W., Cui F.Z., Hierarchical structure of ivory: from nanometers to centimeters, Mat. Sci. Engin. C7, 19-29, 1999.