Pembersihan laser adalah hadiah bagi komunitas fisika untuk membantu melestarikan bangunan bersejarah. Polusi udara, khususnya aerosol asam sulfat, berinteraksi dengan patung kalsium karbonat, membentuk lapisan plester yang terdiri dari kalsium sulfat dan air. Pembersihan laser dapat digunakan untuk menghilangkan endapan film dan kontaminan seperti sulfat dan nitrat dari struktur marmer. Gambar 1 di bawah menunjukkan patung dengan endapan hitam di atasnya.
Saat membandingkan pembersihan laser dengan metode pembersihan batu lainnya, metode pembersihan laser menonjol karena keakuratannya, penerapan tanpa sentuhan, dan keserbagunaannya. Penggunaan pembersihan laser secara luas pada awalnya terhambat karena adanya kecurigaan bahwa ini adalah metode yang rumit dan terdapat keterbatasan dalam mengakses monumen asli untuk pengujian.
Namun, perbaikan dalam model interaksi pulsa laser dengan batu dan kemajuan teknologi dalam sistem laser telah mengatasi keraguan awal ini, dan pembersihan laser telah menjadi yang terdepan dalam pembersihan monumen bersejarah.
Oleh karena itu, untuk menjawab dua pertanyaan pertama yang diajukan di awal artikel ini, kita dapat menjawab bahwa sistem laser berdenyut, seperti laser Nd:YAG 1064 nm, dan panjang gelombang harmoniknya siap untuk pembersihan batu.
Jenis laser berdenyut lainnya dengan lebar pulsa yang dapat disesuaikan juga dapat digunakan.
Adapun kelebihan pembersihan laser dibandingkan sandblasting, scrubbing, metode kimia dan ultrasonik, dapat dikatakan bahwa ini adalah metode non-kontak dan keakuratan dalam menghilangkan endapan film.
Untuk menjawab semua pertanyaan ketiga, keempat, dan kelima yang terkait, kita harus mempertimbangkan sifat interaksi pulsa laser dengan batu. Interaksi pulsa laser dengan batu dapat dibagi menjadi proses ablasi laser yang membatasi diri dan tidak membatasi diri. Dalam kasus proses ablasi laser yang membatasi diri, ambang kerusakan film kontaminasi yang diendapkan jauh lebih rendah dibandingkan dengan substrat di bawahnya.
Di sisi lain, untuk proses ablasi laser non-self-limiting, ambang kerusakan substrat dan film sangat berdekatan satu sama lain.
Oleh karena itu, dalam kasus pertama, proses pembersihan akan jauh lebih mudah, karena jika energi dan durasi pulsa laser digunakan sesuai (istilah laser fluence banyak digunakan, yang berarti energi per satuan luas, dalam Joule/cm2), maka polutan film akan dihapus. Menguap sebelum menyebabkan kerusakan pada substrat di bawahnya. Untuk kasus-kasus yang tidak dapat disembuhkan sendiri, kemungkinan terjadinya kerusakan jauh lebih tinggi.
Banyak pekerja di bidang pembersihan laser untuk restorasi seni menggunakan laser serat karena fleksibilitas dan kemampuannya untuk menyinari lokasi patung yang sulit dijangkau. Tindakan pembersihan laser merupakan sebuah karya seni tersendiri, yang membutuhkan operator terampil dan laser serat untuk mencapai fleksibilitas. Laser sebagian besar merupakan jenis industri, dan sistem laser tidak memiliki bagian yang bergerak. Jika Anda menggunakan laser MOPA (Master Oscillator Power Amplifier), Anda mendapatkan pulsa laser yang dapat disetel dan tidak ada penuaan kristal seperti laser Nd:YAG. Gambar 3 menunjukkan seorang operator menggunakan laser serat untuk membersihkan karya seni.
Kita juga bisa mengatakan bahwa penggunaan laser untuk pembersihan batu lebih sehat bagi lingkungan karena prosesnya tidak menghasilkan partikel sebanyak sandblasting. Operator tentu saja perlu memakai kacamata pelindung laser.
