Οπτική Τομογραφία με εφαρμογές στην συντήρηση έργων τέχνης Αναστασία Δρεμούρα Υπ. Καθηγήτρια : Μ. Μακροπούλου 29/5/2012 Σεμινάριο Φυσικής

Περιεχόμενα Επιστημονική εξέταση των έργων τέχνης Καταστρεπτικές μέθοδοι Μη καταστρεπτικές μέθοδοι Οπτική τομογραφία συνοχής (OCT) Μηχανισμός OCT Εφαρμογές της OCT στα έργα τέχνης (διάγνωση, συντήρηση) Βιβλιογραφία 29/5/2012 Σεμινάριο Φυσικής

Επιστημονική εξέταση των έργων τέχνης Συμβάλλει στην τεχνική και ιστορική έρευνα και στη συντήρηση των έργων τέχνης Η λεπτομερής γνώση της φυσικής δομής (στρωματογραφίας) ενός έργου προσφέρει τις εξής δυνατότητες : Αξιολόγηση της αυθεντικότητας του έργου Εκτίμηση μηχανισμών και παραγόντων που προκαλούν φθορές εκτίμηση τρόπου αποκατάστασης Χρονολόγηση 29/5/2012 Σεμινάριο Φυσικής

Καταστρεπτικές μέθοδοι Η κλασσική προσέγγιση μελέτης της στρωματογραφίας : Ορατές επιφανειακές παρατηρήσεις (φυσικές διατομές, θραύσματα, κενά κτλ) Χρήση μικροσκοπικών τεχνικών παρατήρησης (stereomicroscopy, μικροσκοπία φθορισμού κ.α.) Επεμβατικές τεχνικές Μη επαρκείς πληροφορίες 29/5/2012 Σεμινάριο Φυσικής

Μη καταστρεπτικές μέθοδοι Μέθοδος φασματοσκοπίας Μέθοδος ανακλαστογραφίας Μέθοδος φθορισμού ή ακτινογραφίας Συνεστιακή μικροσκοπία σάρωσης Δεν είναι αρκετά λεπτομερείς Δεν αναφέρονται στο σύνολο του έργου Αφορούν επιφανειακή εξέταση του έργου Είναι χρονοβόρες 29/5/2012 Σεμινάριο Φυσικής

Οπτική τομογραφία συνοχής (Optical Coherence Tomography) Αναπτύχθηκε και χρησιμοποιήθηκε πρώτη φορά τη δεκαετία του 1980 σε ιατρικές εφαρμογές Έκτοτε εξελίχθηκε και αποτελεί μια από τις πιο σύγχρονες μεθόδους μη καταστροφικής διάγνωσης φθορών Είναι συμβολομετρική οπτική τεχνική για την απεικόνιση της στρωματογραφίας των αντικειμένων που εξετάζει 29/5/2012 Σεμινάριο Φυσικής

Οπτική τομογραφία συνοχής (Optical Coherence Tomography) Προτερήματα της OCT σε σχέση με τις άλλες μη επεμβατικές μεθόδους : Απεικονίζει ολόκληρη την εσωτερική δομή του υπό εξέταση αντικειμένου Δεν απαιτεί επαφή με το αντικείμενο Είναι μη επεμβατική μέθοδος Είναι ασφαλής Είναι γρήγορη 29/5/2012 Σεμινάριο Φυσικής

Μηχανισμός OCT Χρησιμοποιεί συμβολόμετρο Michelson Πηγή laser χαμηλής χρονικής συνοχής Από τις ιδιότητες του σήματος αντήχησης προσδιορίζεται το πάχος 29/5/2012 Σεμινάριο Φυσικής

Μηχανισμός OCT Οι πληροφορίες που λαμβάνονται από : την οπισθοσκέδαση της έντασης και τη χρονική καθυστέρηση της, επιτρέπουν την ανοικοδόμηση μιας ενιαίας οπτικής σάρωσης (το Α- scan), που δείχνει: τις θέσεις οπισθοσκέδασης και Απεικονίζει σημειακά τη διάδοση της δέσμης στο εσωτερικό του αντικειμένου κατά μήκος της πορείας διείσδυσης Η μετατόπιση της δέσμης σε παρακείμενες θέσεις δίνει τη δυνατότητα απεικόνισης της δομής του αντικειμένου σε δυσδιάστατη μορφή (Β- scan)   29/5/2012 Σεμινάριο Φυσικής

Μηχανισμός OCT 29/5/2012 Σεμινάριο Φυσικής

Μηχανισμός OCT 29/5/2012 Σεμινάριο Φυσικής

Μηχανισμός OCT Υπάρχουν 3 μηχανισμοί OCT : 29/5/2012 Σεμινάριο Φυσικής

Time domain OCT (TdOCT) Το σήμα είναι ενσωματωμένο σε όλες τις οπτικές συχνότητες στην φωτοδίοδο: Το ReГ (τ) γίνεται μέγιστο όταν οι αποστάσεις από τον διαχωριστή δέσμης και τον καθρέπτη είναι ίσες (τrs = 0) 29/5/2012 Σεμινάριο Φυσικής

Time domain OCT (TdOCT) Η σχετική διαφορά δρόμου των δεσμών προσδιορίζει την ένταση του φωτός που φτάνει στον ανιχνευτή Η χωρική διακριτική ικανότητα προσδιορίζεται κυρίως από το μήκος συμφωνίας της προσπίπτουσας ακτινοβολίας παρά από τη διάρκεια του παλμού 29/5/2012 Σεμινάριο Φυσικής

Spectral OCT Το φως εξασθενείται από ένα φίλτρο ουδέτερης πυκνότητας (NDF) και περνάει από ζεύγος πρισμάτων ρυθμιζόμενης διασποράς(DC).  Αντανακλάται πίσω από τον καθρέφτη αναφοράς (RM). Ο βραχίονας αναφοράς επιτρέπει στην δέσμη να σαρώσει στις δύο πλευρές του αντικειμένου με γαλβανομετρικούς σαρωτές (ΧΥ) Ένας φακός εστιάζει το φως πάνω στο δείγμα και ο άξονας περιστροφής του γαλβανομετρικού σαρωτή τοποθετείται στο εστιακό επίπεδο του φακού Οι φωτεινές ακτίνες που οπισθοσκεδάζονται από τον καθρέφτη αναφοράς και το δείγμα στην έξοδο του συμβολομέτρου αναλύονται από ένα φασματόμετρο Τα συμβολόμετρα, ο σαρωτής του συστήματος και ο φασματογράφος, τοποθετούνται σε ρυθμιζόμενο stand.  29/5/2012 Σεμινάριο Φυσικής

Spectral OCT το ευρυζωνικό φως αναλύεται σε ένα φασματόμετρο εξοπλισμένο με μια σειρά  φωτοανιχνευτών (γραμμή CCD) και οι εντάσεις καταγράφονται αριθμητικά μετά από επεξεργασία από Η/Υ με μετασχηματισμό Fourier 29/5/2012 Σεμινάριο Φυσικής

Spectral OCT 29/5/2012 Σεμινάριο Φυσικής

OCT σάρωσης Ακολουθείται η ίδια διαδικασία με τη SOCT αλλά με τη χρήση laser Δίνεται η δυνατότητα μεταβολής του μήκους κύματος της ακτινοβολίας με το χρόνο παρακολούθησης σε ένα εύρος 100nm μόνο σε κάποια μsec!!! 29/5/2012 Σεμινάριο Φυσικής

Εφαρμογές OCT Μερικές από τις πιο χρήσιμες εφαρμογές είναι : Η εξέταση διαφανών και ημι-διαφανών δομών από βερνίκι και υαλόπαγο στο καβαλέτο ζωγραφικής, Η μέτρηση του πάχους των στρωμάτων, Η ταυτοποίηση της θέσης ορισμένων χρωμάτων στα στρώματα, όπως η υπογραφή, εντός  του βερνικιού, Ο ακριβέστερος έλεγχος των συνθηκών υγρασίας  29/5/2012 Σεμινάριο Φυσικής

Εφαρμογές OCT Οι πηγές φωτός που χρησιμοποιούνται : περιορίζονται στο εγγύς υπέρυθρο, δηλαδή στα 700 nm έως 1500 nm  Η ακριβής επιλογή του κεντρικού μήκους κύματος εξαρτάται από τις απαιτήσεις της εφαρμογής καθορίζονται κυρίως από την απορροφητικότητα των υλικών του δείγματος 29/5/2012 Σεμινάριο Φυσικής

Εφαρμογές OCT OCT καμβά με ελαιογραφία : το πορτραίτο του Sir James Wylie 29/5/2012 Σεμινάριο Φυσικής

Εφαρμογές OCT Η OCT που λαμβάνεται στον τόπο που υποδεικνύεται από την κάθετη γραμμή 29/5/2012 Σεμινάριο Φυσικής

Εφαρμογές OCT OCT από στρώμα βερνικιού (α) ακρυλικό υψηλού μοριακού βάρους. Οι τοπικές οπισθοσκεδάσεις φαίνονται ως φωτεινές κουκίδες (βέλος), (β) κετόνη χαμηλού μοριακού βάρους σε Στην περίπτωση η επιφάνεια του βερνικιού είναι σχεδόν λεία 29/5/2012 Σεμινάριο Φυσικής

Εφαρμογές OCT Γνησιότητα πίνακα ζωγραφικής : 29/5/2012 Σεμινάριο Φυσικής

Εφαρμογές OCT Bubbles and iron oxide into Chinese glass : 29/5/2012 Σεμινάριο Φυσικής

Εφαρμογές OCT Αλλοιώσεις στα χρώματα τοιχογραφίας : 29/5/2012 Σεμινάριο Φυσικής

Εφαρμογές OCT An OCT image cube showing the red paint layer protruding from the neighboring yellow layer, which in turn is above the varnished green regions. The varnished layer (darker) is less scattering than the paint layers (brighter). 29/5/2012 Σεμινάριο Φυσικής

Βιβλιογραφία OCT-camvas-deformation OCT-painting-diagnostics Optical Coherence Tomography in Art Diagnostics - Targowski, author-created USING OPTICAL COHERENCE TOMOGRAPHY TO EXAMINE THE SUBSURFACE MORPHOLOGY OF CHINESE GLAZES , M.-L. YANG, AMY M. WINKLER, JENNIFER K. BARTON, PAMELA B. VANDIVER http://scientopia.org/blogs/skullsinthestars/2008/10/08/optical-coherence-tomography-and-the-art-world/ http://scholar.google.gr/scholar?hl=el&as_sdt=0&as_vis=1&q=optical+coherence+tomography+on+canvas  http://spie.org/x51531.xml?highlight=x2406&ArticleID=x51531 29/5/2012 Σεμινάριο Φυσικής