Application of laser technologies in the restauration of stained glass

Abstract

In this work, an attempt is made to go a step further in application of laser technologies in the restauration of stained glass. Several cleaning experiments have been conducted by two sub-nanosecond pulsed lasers (a UV laser and a n-IR laser), and materials taken for this study were a 16th century stained glass sample from the Cathedral of Cuenca and some samples of commercial modern glass. Parameters affecting the cleaning outcomes were studied and the applicability of the selective cleaning method for stained glass restoration was explored. The treated samples were analyzed by optical microscopy, confocal microscopy, scanning electron microscopy and energy dispersive X-ray spectroscopy. Results showed that the alteration and ablation phenomena varied considerably depending on the selected laser parameters, as well as on the chemical compositions (thus also the colors) of the glass samples. Selective laser cleaning proves to be a feasible technique for relatively precise and controllable cleaning of cultural heritage stained glass, but caution must be taken in its application; RESUMO: Aplicação de tecnologias laser no restauro de vitrais Neste trabalho, tenta-se dar um passo adiante na aplicação de tecnologias laser na restauração de vitrais. Vários experimentos de limpeza foram conduzidos por dois lasers subnanosegundos pulsados (um laser UV e um laser n-IR), e os materiais tomados para este estudo foram uma amostra de vidro colorido do século XVI da Catedral de Cuenca e algumas amostras de vidro comercial moderno. Parâmetros afetando os resultados de limpeza foram estudados e a aplicabilidade do método seletivo de limpeza para restauração de vitrais foi explorada. As amostras tratadas foram analisadas por microscopia ótica, microscopia confocal, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de energia dispersiva de raios-X. Os resultados mostraram que os fenômenos de alteração e ablação variavam consideravelmente, dependendo dos parâmetros do laser selecionados, bem como das composições químicas (e também das cores) das amostras de vidro. A limpeza seletiva a laser demonstra ser uma técnica viável para a limpeza relativamente precisa e controlável de vitrais do patrimônio cultural, mas deve-se tomar cuidado em sua aplicação.