Identification of pigments in a mural painting by micro-Raman spectroscopy

The effectiveness of micro Raman spectroscopy in identifying the pigments used in old mural paintings was tested on a micro sample, taken from a post Byzantine mural painting of Saint Charalambos church in Athens - Greece. The sample was embedded in polyesteric resin and the obtained cross-section, after polishing, was observed under optical microscope using quartz halogen and UV light sources. The cross-section was extensively analyzed by micro Raman spectroscopy and, for comparison purposes, by micro probe electron microscopy. He- Ne (633 nm), diode laser (782 nm), and Nd :YAG laser (1064 nm) sources in three different instruments were used. Six pigments (calcite, lithopone, carbon black, red ochre, vermilion, and ultramarine), present in five sublayers of the sample were identified. Information on the relative distribution of pigments in the sublayers was also obtained. Problems encountered in applying micro Raman spectroscopy, in particular fluorescence problems, are discussed.L'efficacité de la spectroscopie micro-Raman pour identifier les pigments employés pour d'anciennes peintures murales a été vérifiée sur un microéchantillon, pris sur une peinture murale post-Byzantine de l'église St Charalambos à Athènes - Grèce. L'échantillon fut inclus dans une résine polyester et la section obtenue, après polissage, fut observée au microscope optique employant des sources lumineuses quartz-halogène et UV. La section fut analysée d'une manière approfondie par spectroscopie Raman et, pour des buts comparatifs, par microscopie électronique à micro-sonde. Des sources He-Ne (633nm), diode à laser (782nm), et Nd : YAG laser (1064nm) furent utilisées dans trois instruments différents. Six pigments (calcite, lithophone, noir de charbon, ocre rouge, vermillon et bleu d'outremer), présents dans cinq sous-couches de l'échantillon furent identifiés. De l'information sur la distribution relative des pigments dans les sous-couches fut aussi obtenue. Les problèmes rencontrés dans l'application de la spectroscopie micro-Raman, en particulier les problèmes de fluorescence, sont discutés.Chryssoulakis Yannis, Panayiotou Costas. Identification of pigments in a mural painting by micro-Raman spectroscopy. In: Revue d'Archéométrie, n°21, 1997. pp. 97-101