|
19.
Латенсификация
В этом уроке мы рассмотрим очень важное свойство
фотографических эмульсий – зависимость чувствительности
от условий экспонирования.
Один из основных законов фотохимии, так называемый
закон взаимозаместимости (закон Гротгуса-Дрепера)
[1] гласит, что количество
продуктов фотохимической реакции зависит только
от общей экспозиции H, т.е. от произведения
освещенности E на время экспонирования t, и
не зависит от E и t по отдельности. Однако,
вскоре после установления этой закономерности
выяснилось, что закон справедлив в достаточно
узком диапазоне экспозиций. Как правило, в обычных
условиях дневного освещения закон соблюдается
при времени экспонирования от тысячных долей
секунды до сотен секунд. За пределами этого
диапазона чувствительность фотоматериала начинает
падать. Это явление было названо эффектом невзаимозаместимости
(НВЗ).
Эффект НВЗ особенно заметен при записи голограмм
импульсным неодимовым лазером, который излучает
сверхкороткий импульс длительностью порядка
20 нсек. За это короткое время, согласно теории
Герни-Мотта [2], фотоны выбивают
из кристалла бромистого серебра, практически
одновременно, большое количество электронов.
Они образуют множество очень маленьких, буквально
в несколько атомов серебра, центров скрытого
изображения, расположенных в дефектах кристаллической
решетки кристалла (дислокациях) как в потенциальных
ямах. Эти центры, в связи с их малыми размерами,
не могут дать требуемую плотность почернения
при проявлении и, следовательно, яркость голографического
изображения оказывается небольшой. Более того,
мелкие центры скрытого изображения сильно подвержены
тепловым колебаниям кристаллической решетки
и могут быть просто разрушены со временем. Так
происходит и с голограммой. Если ее проявить
не сразу, а на следующий день, скрытое изображение
вообще может исчезнуть и проявление ничего не
даст. Приходится увеличивать энергию импульса,
что негативно отражается на долговечности лазера
и безопасности записи портретов человека.
Однако, в фотографии известен еще один замечательный
эффект, называемый латенсификацией (от
латинского слова latent – скрытый). Сущность
его состоит в усилении скрытого изображения,
созданного коротким световым импульсом, последующей,
непрерывной и слабой засветкой. Теория Герни-Мота
легко объясняет этот эффект. При слабой засветке
кристалла бромистого серебра электроны, выбиваемые
фотонами в небольшом количестве, не успевают
создать новые центры скрытого изображения, а
быстро захватываются уже созданными первой засветкой
центрами скрытого изображения. Эти центры увеличиваются
в размерах (до 100 и более атомов серебра),
превращаясь в активные центры проявления. Проявление
таких центров идет быстро, и плотность почернения
фотослоя становится нормальной. Самое интересное
в этом эффекте то, что такая слабая засветка
сама по себе не оказывает влияния на фотослой,
т.е. не вызывает почернения при проявлении и,
таким образом, не ухудшает качество голограммы.
Она способна только усилить первую, импульсную
засветку.
Перейдем к определению оптимального времени
латенсификации [3]. Для нашей
установки использовался фотографический фонарь
с матовой лампой 40 Вт с зеленым фильтром и
без него. Расстояние между фонарем и голограммой
равнялось 80 см. Фотопластинка разрезалась на
несколько небольших кусков. Все куски, кроме
одного, поочередно располагались на заданном
расстоянии от фонаря, и экспонировались разное
время. Не засвеченный кусок необходим для оценки
плотности вуали фотопластинки. Затем все куски
проявлялись в одной ванне и фиксировались (рецепты
растворов будут даны в следующем уроке). Все
кусочки будут иметь разную плотность почернения.
Оптимальное время латенсификации определяется
как время, при котором плотность почернения
латенсифицированной фотопластинки начинает превышать
плотность вуали, которая определяется по неэкспонированной
пластинке.
 |
 |
На рис. вверху показаны усредненные по двум
сериям зависимости плотности почернения тестовых
фотопластинок от времени латенсификации. Горизонтальная
линия на графике - плотность вуали использованных
в эксперименте фотопластинок. Как видно из графика,
оптимальное время латенсификации равно 2 мин
для фонаря с зеленым фильтром и 10 сек для фонаря
без фильтра.
 |
 |
На рис. вверху приведены усредненные по двум
сериям зависимости плотности почернения экспонированных
голограмм от времени латенсификации. Горизонтальная
линия - плотность почернения экспонированной
голограммы без латенсификации. Из графика следует,
что оптимальная латенсификация дает увеличение
непрозрачности экспонированной фотопластинки
примерно в десять раз (D=1). В этом смысле можно говорить
о десятикратном увеличении чувствительности
фотопластинок ВРП. Визуальная оценка качества
восстановленного изображения на отбеленных голограммах
показала значительное повышение яркости изображения
при латенсификации голограммы. На качество голограммы
тип источника латенсификации не повлиял. И еще
одно преимущество латенсификации, еще до конца
не объясненное: после латенсификации однородность
опорного пучка по полю фотопластинки повышается.
Это положительно сказывается на однородности
яркости восстановленного изображения при наблюдении
его с разных точек зрения в пределах зоны наблюдения.
Литература.
1. Т. Джеймс. Теория фотографического процесса,
Ленинград, Химия, 1980.
2. А. Л. Картужанский, Л. В. Красный-Адмони,
Химия и физика фотографических процессов, Химия,
1983.
3. Sergey P. Vorobyov. The sensitization of
VR-P Russian photoplates for recording pulsed
holograms, SPIE, v. 3358, 1997, p. 67.
-->
|
