يعد التنظيف بالليزر هدية لمجتمع الفيزياء للمساعدة في الحفاظ على المباني التاريخية. وتفاعل تلوث الهواء، وتحديداً رذاذ حمض الكبريتيك، مع تمثال كربونات الكالسيوم، لتشكل طبقة من الجبس مكونة من كبريتات الكالسيوم والماء. يمكن استخدام التنظيف بالليزر لإزالة رواسب الأفلام والملوثات مثل الكبريتات والنترات من الهياكل الرخامية. يوضح الشكل 1 أدناه تمثالًا به رواسب سوداء.
عند مقارنة التنظيف بالليزر بطرق تنظيف الحجر الأخرى، يتميز الأول بالدقة والتنفيذ بدون لمس وتعدد الاستخدامات. تم منع الاستخدام الواسع النطاق للتنظيف بالليزر في البداية بسبب الاشتباه في أنها طريقة معقدة وأن هناك قيودًا على الوصول إلى الآثار الأصلية للاختبار.
ومع ذلك، فإن التحسينات في نماذج تفاعل نبض الليزر مع الحجر والتقدم التكنولوجي في أنظمة الليزر قد تغلبت على هذه الشكوك الأولية، وأصبح التنظيف بالليزر في المقدمة في تنظيف المعالم التاريخية.
لذلك، للإجابة على السؤالين الأولين المطروحة في بداية هذا المقال، يمكننا الإجابة على أن أنظمة الليزر النبضية، مثل ليزر Nd:YAG بطول 1064 نانومتر، وأطوالها الموجية التوافقية جاهزة لتنظيف الحجر.
يمكن أيضًا استخدام أنواع أخرى من الليزر النبضي مع عرض نبضي قابل للتعديل.
أما عن مميزات التنظيف بالليزر مقارنة بالسفع الرملي والفرك والطرق الكيميائية والموجات فوق الصوتية، فيمكن القول إنها طريقة عدم التلامس ودقة إزالة الأفلام المترسبة.
للإجابة على جميع الأسئلة الثالث والرابع والخامس ذات الصلة، يجب على المرء أن يأخذ في الاعتبار طبيعة تفاعل نبض الليزر مع الحجر. يمكن تقسيم تفاعل نبضات الليزر مع الحجر إلى عمليات استئصال ليزر ذاتية التحديد وغير محدودة ذاتيًا. في حالة عمليات الاستئصال بالليزر ذاتية التحديد، تكون عتبة الضرر لفيلم التلوث المترسب أقل بكثير من تلك الموجودة في الركيزة الأساسية.
من ناحية أخرى، بالنسبة لعمليات الاستئصال بالليزر غير المحدودة ذاتيًا، تكون عتبات الضرر للركيزة والفيلم قريبة جدًا من بعضها البعض.
لذلك، في الحالة الأولى، ستكون عملية التنظيف أسهل بكثير، لأنه إذا تم استخدام طاقة نبضة الليزر المناسبة ومدتها (يستخدم مصطلح فلوينس الليزر على نطاق واسع، وهو ما يعني الطاقة لكل وحدة مساحة، بالجول/سم2)، فإن الملوثات ستتم إزالة الفيلم. يتبخر قبل التسبب في تلف الركيزة الأساسية. بالنسبة للحالات غير المقيدة ذاتيًا، يكون احتمال الضرر أعلى بكثير.
يستخدم العديد من العاملين في مجال التنظيف بالليزر لترميم الأعمال الفنية ألياف الليزر بسبب مرونتها وقدرتها على تسليط شعاعها على الأماكن التي يصعب الوصول إليها على التماثيل. إن عملية التنظيف بالليزر هي عمل فني في حد ذاته، وتتطلب مشغلاً ماهرًا وألياف الليزر لتحقيق المرونة. الليزر في الغالب من النوع الصناعي، وأنظمة الليزر لا تحتوي على أجزاء متحركة. إذا كنت تستخدم ليزر MOPA (مضخم طاقة المذبذب الرئيسي)، فستحصل على نبضات ليزر قابلة للضبط ولا يوجد شيخوخة كريستالية مثل ليزر Nd:YAG. يوضح الشكل 3 عاملًا يستخدم ليزر الألياف لتنظيف العمل الفني.
يمكن للمرء أيضًا أن يشير إلى أن استخدام الليزر لتنظيف الحجارة هو أكثر صحة للبيئة لأن العملية لا تنتج الكثير من الجسيمات مثل السفع الرملي. سيحتاج المشغل بالطبع إلى ارتداء نظارات واقية من الليزر.
