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Sistema laser a impulso variabile

 

La tecnica di pulitura laser è basata su processi fisici di ablazione, ossia processi di rimozione di materiale innescati da un irraggiamento ad alta densità di energia con impulsi laser di alta potenza istantanea. La rimozione localizzata di materiale rappresenta il risultato fenomenologico finale di una serie di possibili sequenze di processi fisici, ovvero canali di ablazione.
I principali vantaggi delle tecniche di pulitura laser sono dati dalle notevoli potenzialità di gradualità, selettività e autoterminazione del processo ablativo, previa opportuna selezione del sistema laser, dei parametri e delle condizioni di irraggiamento. Così ad esempio, nel caso di opere lapidee si può agevolmente ottenere non solo una rimozione selettiva di croste nere, ma anche l'alleggerimento graduale di pellicole ad ossalati scure altrimenti non realizzabile.


CNR-IFAC ha ottenuto negli ultimi anni numerosi successi e significativi avanzamenti della tecnica laser anche, e soprattutto, grazie ad una collaborazione stretta, assidua e fruttuosa con ELEN,Dipartimento di Scienze Ambientali dell'Università di Siena, Opificio delle Pietre Dure e Soprintendenza per i Beni Archeologici della Toscana. Innanzitutto l'invenzione e lo sviluppo di nuovi sistemi laser Nd:YAG (1064 nm) impulsati a regimi temporali non standard, nella regione delle decine di nanosecondi (long Q-switching, LQS) e decine di microsecondi (short free running, SFR), che consentono un agevole accoppiamento e propagazione in fibra ottica. La prototipazione di due nuovi sistemi laser e una intensa sperimentazione, in collaborazione con i soggetti appena detti, hanno permesso di dimostrare l'efficacia, il maggior controllo e potenzialità di rimozione graduale e selettiva offerta dai nuovi regimi temporali, rispetto ad altre tecnologie presenti sul mercato.


Nell'ambito del progetto TEMART è previsto di aumentare la versatilità di questi prodotti laser per il restauro concentrando in un unico sistema la possibilità di un'ampia variazione dei parametri, a partire dalla variazione della durata d'impulso, senza che ciò comporti un aumento di costo del prodotto finale. Inoltre si prevede di rendere più agevole il processo di pulitura con l'ausilio di movimentazioni di fascio e sensori di processo da implementare su nuovi manipoli.