Оптическая галография - Кольер Р.
Скачать (прямая ссылка):
Существует ряд методов записи голограмм на слоях хромированного желатина [10.14, 10.15], которые дают лучшие результаты по сравнению с описанным выше. Ниже приводится описание метода, с помощью которого можно получить весьма высококачественные голограммы, несмотря на то что некоторые из происходящих при этом химических реакций и физических процессов до-конца не ясны. Прежде всего кратко опишем сущность процесса и механизма записи информации. Слой хромированного я^елатина первоначально химически задубливается до такой степени, при которой неэкспонированный слой не растворяется в воде. После экспонирования голографической интерференционной картиной голограмма промывается водой, чтобы удалить непрореагиро-вавший бихромат. Вслед за этим голограмма подвергается быстрому обезвоживанию в изопропаноловой ванне с целью завершения процесса проявления. Таким образом, голограмма записывается как на поверхности, так и в объеме слоя.
Так как перед проявлением желатиновый слой был предварительно задублен, в стадии промывки не происходит растворения и удаления желатина. Вместо этого желатин поглощает значительное количество воды, что приводит к увеличению его объема (разбуханию). Разбухание желатина, однако, происходит неоднородно. Обнаружено, что количество поглощенной воды и, следовательно, разбухание уменьшается с ростом прочности желатинового слоя. Желатин, подвергшийся экспонированию светом высокой интенсивности, задубливается сильнее, чем желатин, получивший меньшее количество световой энергии. Поскольку распределение интенсивности света в экспонирующей интерференционной картине неоднородно, возникает соответствующее распределение разбухания желатинового слоя. Если при быстром обезвожи-
330
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ЗАПИСИ ГОЛОГРАММ
ГЛ. 10.
вании в изопропаноле вода удаляется из желатина со скоростью, превышающей нормальную скорость усадки, то возникшее пространственно неоднородное увеличение объема может сохраниться.
Не представляет трудности связать это локализованное дифференциальное расширение желатинового слоя с соответствующим ^му поверхностным рельефом и образованием поверхностной голограммы. Однако весьма важной составной частью процесса записи являются дифференциальные изменения плотности в объеме желатинового слоя, ведущие к образованию объемной голограммы. Физический механизм, ведущий к получению записи в объеме, до конца не ясен. Не вызывает сомнения, что быстрое обезвоживание и одновременная усадка желатина ведут к появлению сильных внутренних локализованных напряжений. Эти напряжения в свою очередь вызывают перераспределение желатина, на что указывает появление трещин вдоль изофазных плоскостей интерференции. В этом случае дифракция Брэгга может быть вызвана рассеянием света на последовательности поверхностей раздела желатин — воздух. С другой стороны, неоднородное распределение напряжений внутри желатинового слоя может вызвать образование внутренних пустот в слое, который становится похожим на губку, причем эти пустоты развиваются преимущественно в менее экспонированном, т. е. в более мягком желатине. Если действует этот механизм, то причиной дифракции является изменение эффективного показателя преломления внутри желатинового •слоя. Когда размеры трещин или пустот становятся соизмеримыми с расстоянием между интерференционными полосами, совершенство записи нарушается и в восстановленном изображении появляется шум. Поскольку этот эффект определяется прочностью желатинового слоя, исходная степень задубленности является весьма важным параметром при изготовлении слоя хромированного желатина.
2 Изготовление слоя
Слои хромированного желатина не выпускаются промышленностью. Ниже дается описание метода их изготовления, который может быть применен в фотографической или голографической лаборатории. Первый этап состоит в получении тонкого слоя чистого желатина на стеклянной пластинке или другой подходящей подложке. Этот желатиновый слой должен быть задублен в такой мере, чтобы он не растворялся в воде комнатной температуры. В литературе, посвященной фотографическим эмульсиям, описаны многочисленные способы дубления желатиновых слоев [10.16]. Простой способ приготовления слоя задубленного хромированного желатина состоит в следующем: 7%-ный (по весу) раствор желатина равномерно поливается на стеклянную пластинку; избыточному раствору дают с нее стечь. Стеклянную пластинку не нужно
§9.
СЛОИ ХРОМИРОВАННОГО ЖЕЛАТИНА
331
покрывать подслоем или специально очищать — это может быть просто отмытая от эмульсии фотопластинка. После высыхания слоя он задубливается купанием в дубящем фиксаже, например в быстром фиксирующем растворе фирмы Кодак, в течение 3— 5 мин. Затем следует промывка в воде. Полученный этим способом слой желатина имеет толщину около 3 мкм и обладает очень хорошей адгезией к стеклу. Меняя концентрацию раствора желатина или многократно нанося слой, можно получать толщину в пределах от менее чем 1 до 20 мкм. Если толщина намного превышает 20 мкм, то быстрое обезвоживание слоя в процессе проявления становится менее эффективным. В дальнейшем предполагается, что слой хромированного желатина имеет толщину около 12 мкм, если не оговорено иное.
