研究目的
该研究利用激光诱导荧光(LIF)光谱技术,针对经古代与现代材料处理的石材表面开展快速精细表征,旨在建立一种文化遗产表面不同处理工艺的快速识别与分布图谱绘制方法。
研究成果
研究表明,LIF分析能快速、半自动化地区分大理石表面不同处理痕迹,包括原始颜料、古旧包浆及现代加固材料。该技术的无损性和高效性使其成为文化遗产保护的宝贵筛查工具,为后续深入实验室分析提供前期准备。
研究不足
该研究承认由于不同类别材料之间的重叠以及叠加层或混合物质的存在,荧光光谱具有复杂性。同时也指出需要为荧光波段专门建立参考数据集这一局限性。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用两套原型激光诱导荧光(LIF)系统对大理石表面进行远程扫描式激光荧光检测。这两个系统在光谱分辨率和采集速度上存在差异,可实现互补的原位测量。
2:样本选择与数据来源:
制备并分析了经已知物质(古代与现代材料)处理的大理石参考样本,同时检测了罗马阿尔腾普斯宫国立博物馆的馆藏艺术品真迹。
3:实验设备与材料清单:
使用两套LIF系统——光谱范围270-947.5纳米的高光谱系统,以及具备八个光谱波段的多光谱系统。实验材料包括施加于大理石和铝板表面的多种天然有机粘合剂、清漆及现代聚合物。
4:5纳米的高光谱系统,以及具备八个光谱波段的多光谱系统。实验材料包括施加于大理石和铝板表面的多种天然有机粘合剂、清漆及现代聚合物。 实验流程与操作规范:
4. 实验流程与操作规范:高光谱系统提供表面每点的详细光谱数据,多光谱系统则实现大面积快速扫描。通过数据交叉验证将微观分析结论推广至整体表面评估。
5:数据分析方法:
采用主成分分析(PCA)识别判别性光谱特征,基于信号比值的算法用于材料鉴别与分布图绘制。
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QE-Pro Ocean Optics spectrometer
QE-Pro
Ocean Optics
Used for collecting and analyzing fluorescence spectra in the hyperspectral LIF system.
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ICCD
Used in the multispectral LIF system for collecting fluorescence images at selected wavelengths.
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Nd:YAG laser
Used as the excitation source in the hyperspectral LIF system.
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KrF excimer laser
Used as the excitation source in the multispectral LIF system.
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