大理石文物样品皮秒激光清洗实验研究

随着超快激光“冷加工”技术的发展，超快激光逐渐开始应用于文物保护领域。针对古城墙文物表面污染物清洗的应用需求，制作类城墙的大理石文物及表面污染物模拟样品，进行基于皮秒激光的文物样品清洗实验研究，并与纳秒激光清洗的效果进行对比。实验中采用共聚焦显微镜观测和荧光能谱仪成分分析等手段，改变激光输出能量，清洗次数和扫描速度等激光清洗参数，在不损伤大理石基底并综合考虑清洗效率和清洗效果基础上，寻找优化实验参数。实验发现皮秒激光清洗优化参数为激光功率18W,扫描速度1000mm/s,清洗次数8次。清洗后主要污染物硫元素占比下降94.57%,清洗后区域表面粗糙度为1.267μm。综合考虑清洗后污染物成分占比、表面粗糙度等方面，皮秒激光清洗大理石文物样品的整体效果优于纳秒激光清洗区域。