j .比安卡杰克逊
居里夫人研究员,雷丁大学,Whiteknights,阅读,伯克希尔哈撒韦RG6 6 ay,英国。
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介绍
半岛综合体育官方APP下载德甲光谱和成像已成为行之有效的工具的评估和保护图纸,绘画、雕塑和其他艺术形式。电磁radiation-based测量技术利用材料反映,吸收和辐射的方式取决于其分子组成。不同于化学分析,可以使用这些技术方法,因此很少需要移除标本艺术样本,这有利于艺术作品的保护进行了研究。然而,一些更强大的辐射成像,如x射线、伽马射线,质子和中子,电离,通常只能通过外部专业实验室或大型科研设施,可以在财务和后勤挑战遗产保护。因为它是电离,温和暴露于太赫兹辐射对分子构成长期风险大大减少历史产物的稳定性和人类比其他形式的辐射。同时,便携式太赫兹系统越来越可用的和负担得起的。
太赫兹光谱成像是一种新兴的技法在1990年代,和只有在过去几年中为文化遗产开发的应用程序。太赫兹(太赫兹)radiation-designated之间的微波和红外(IR) regions-penetrates大多数非极性,非金属媒体。许多介电材料不透明或高度散射光在太赫兹频段的频率是透明的。的组合材料描述,飞行时间成像和光学透明材料的渗透,导致申请地下成像许多文化意义的对象。此外,多样性和适应性的众多电子、光子和混合式太赫兹源允许通用的方法来测量。空间分辨率可以从几十微米到几毫米,提供测量的可能性,而不需要样本extraction-either在实验室或在该领域。此外,太赫兹辐射被认为是无损,因为其低电离光子能量和分子heating-due吸收低。因此,它适合科学家为了方便开发测量太赫兹技术,描述和量化非- - - - - -破坏性的评价对象在其他方式可能不测量技术。1一些应用的例子太赫兹光谱测量的文化遗产的部分中概述如下。
方法
我们太赫兹时域光谱(TDS)成像系统由一个商业化超速,光激发,fibre-coupled光导发射器和接收器对Picometrix, Inc .的传输和反射几何图形,对太赫兹光束集中在表面使用1“(2.54厘米)焦距镜头。天线是光栅扫描整个绘画在1毫米的增量。每个像素获得平均25时域波形+头巾5小波去噪,并通过快速傅里叶变换得到每个像素光谱与锥形余弦apodisation窗口。由于XY扫描范围有限的翻译阶段,数据集的大小,作品经常扫描在多个部分,有时超过几天。这导致一些变化信号质量和一致性,在后处理阶段解决。
奇峰异石,旧石器时代的洞穴铜版画在刊登了整版英国
2002年,第一个证据的史前洞穴艺术在英国被发现在他们奇峰异石,在英国Derbyshire-Nottingham边界。2这艺术由etchings-or模式直接在石头雕刻成的使用急剧implement-which,与油画不同,很难认识到或看到没有练习。真正的史前蚀刻版画可以区别于当代涂鸦的岩石光泽,由于长时间的风化,曝光和降水、铀系约会的流岩,钙沉淀层沉积,躺在艺术和镁灰岩。这个数字是估计大约12 - 15岁。我们得到这样的一个小组在教堂洞洞峭壁在刊登了整版(参见图1)。半并行线的数据系列,公认代表不确定类型的鸟类。线条v形沟槽的深度和宽度从数百微米到3毫米。
图1所示。(a)的鸟的照片蚀刻在教堂洞洞,(b)复合扫描部分的鸟类蚀刻和(c)选择快横截面。
图1 b显示了复合面板的几个相邻的部分。的在面对从峰值振幅图像生成的信号。蚀刻的线条清晰可辨的其他特性。圆形的云雾状阴影,可能是由于非洞穴由于风化或表面流岩。点缀,黑色线表示提取截面的位置在图1 c,在水平轴代表时间延迟的太赫兹脉冲与深度内的岩石。在这里我们可以看到信号的变化表明两个独立的层灰岩与方解石岩充填流入地下槽。
在英国Chalgrove,圣玛丽教堂
英国牛津郡,位于Chalgrove成立了一个本笃会的修道士的圣玛丽教堂早在12th世纪CE。绘画被认为存在约会早在公元1320年,然而,他们都是覆盖新教恢复时期(1500年代到1700年代中期),尽管许多引人注目的是在1858年期间重新装修。教堂被授予£1 M格兰特改造和恢复他们的中世纪的绘画。在工作开始之前,我们被邀请去研究一个地区位于北殿墙之间的窗口和一个斑块。部分是由多个层,包括层被怀疑的中世纪时代(黑色主题)。这个区域被分成五个扫描区(5和7 - 10;参见图2 b)。
图2。(a)中殿,北壁画第二湾和(b)的特写区5和7 - 10。
图3显示了一个图像区域5产生的峰振幅最大的太赫兹脉冲每个像素的时域信号。深蓝色的线条衬托出接触层的边界。黄色ochre-painted地区反射率高于红ochre-painted地区,尽管代赭石地区似乎更平稳。有轻微垂直槽1厘米左边的覆盖区域,这出现在太赫兹图像粉色箭头所示。也是可能的低反射率黑漆在同一地区,尽管它并没有很好的解决。黑色箭头指向普遍可见的条纹的眼睛最现代的层。然而,观察时域波形在图3 b中,有一个明显的增加的第二个主要脉冲的大小相对于第一表面脉冲条纹在哪里(见圈地区)。这强烈表明,表面缺陷的来源是高度反光的,金属,在表面(图3 c)。中第二个脉冲的飞行时间延迟的原因来自于相同的深度层包含中世纪的主题。黑色箭头指向第二个主要脉冲下的红色ochre-painted地区。 It may also be the same layer we are interested in, despite the difference in the time-of-flight between the main and second pulse.
图3。(一)区5峰振幅的地图整个时域信号,(b)选择时域波形和(c)快横截面显示强,可能是金属,第七区地下特征。
钓鱼后Ausonio Tanda
我们检查了20世纪意大利绘画在钓鱼(图4)Ausonio Tanda利用太赫兹时域光谱成像(THz-TDSI)与多光谱成像系统的比较(频段下紫外线,RGB可见,IR)和x射线。oil-however绘画的粘结剂,颜料尚未识别和基质是原色压缩纸板。
图4。(一)可见的照片经过Ausonio钓鱼Tanda,和(b) x射线密度的增大图像和(c)太赫兹最小峰值飞行时间的形象。
在传播,x射线密度之间的定性比较了图像(图4 b)和太赫兹图像和最小峰值飞行时间(图4 c)。太赫兹的线性灰度图像优化定性可比性的x光射线照片。总的来说,太赫兹图像不一样锋利的x射线图像;然而,也会考虑到不同空间分辨率衍射极限。的光谱带宽THz-TDS系统没有优化,所以1/2e振幅大约0.7太赫兹,峰值频率约0.15太赫兹。然而,应该注意的是,大部分的x射线图像中包含的功能存在于太赫兹图像这样的一局部画显示了两种技术之间高度相关。此外,在太赫兹图像没有显示在这里,有许多小点不出现在x射线图像。这些斑点是多孔纸板基体缺陷的结果,我们推测是石油和/或某种生物的生长。因此,他们是由标准的x射线系统检测不到。
前景
上面所讨论的只是几个例子的例子使用太赫兹成像和光谱的文化遗产。半岛综合体育官方APP下载德甲在本研究领域发展以来的十年,这种技术科学家和专家调查的数量已经从几个到几十个在世界各地,包括一些跨学科博士专注于两个!这种技术可以应用于对象从绘画到木乃伊雕塑,从石膏、木材到金属。希望,有一天也将成为标准技术。
确认
这项研究支持了以下资助项目:欧盟第七框架计划项目魅力(授权协议。bdapp官方下载安卓版间228330],居里夫人的项目TISCH(赠款协议。bdapp官方下载安卓版330442]和AHRC / EPSRC科学和文化遗产项目。作者要感谢她的许多同事,特别是那些在Laboratoire des矫揉造作的des纪念碑Historique Profilocolore srl,圣玛丽教堂,他们大学的峭壁和阅读。
引用
- J.B.杰克逊,j·鲍恩G.C.沃克,j . Labaune g . Mourou m .菜单和k的巨大“太赫兹的调查应用程序在文化遗产保护科学”,IEEE反式。太赫兹科学。抛光工艺。1,220 - 231 (2011)。doi:http://dx.doi.org/10.1109/TTHZ.2011.2159538
- p·佩蒂特,p .铁路和美国Ripoll (Eds),旧石器时代的洞穴艺术在欧洲,他们峭壁上下文bdapp官方下载安卓版。牛津大学出版社(2007)。
