Media-security

ГАЛОГЕНИДОСЕРЕБРЯНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И БИХРОМИРОВАННАЯ ЖЕЛАТИНА ДЛЯ ЗАПИСИ ГОЛОГРАММ И ГОЛОГРАФИЧЕСКИХ ОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ

З.А.Загорская, А.М.Курсакова, С.Б.Шевченко

Рассмотрены различные методики изготовления и обработки галогенидосеребряных материалов и бихромированной желатины для записи цветных отражательных голограмм и голографических оптических элементов.

В последнее время в связи с развитием голографии, в том числе цветной, возросла потребность в малорассеивающих прозрачных высокодисперсных галогенидосеребряных фотографических материалов, которая удовлетворяется, в основном, промышленно выпускаемыми фотопластинками ПЭ-2 и ЛОИ-2. Развитие изобразительной голографии, особенно цветной, а также получение голографических оптических элементов, требует разработки новых сред, в том числе несеребряных, а также усовершенствования существующих регистрирующих сред.

Несеребряные и необычные фотографические процессы и материалы, такие как фоторезисты, хромированная желатина, диазотипные материалы и т.д., могут рассматриваться как потенциально способные во многих случаях заменить высокоразрешающие галогенидосеребряные регистрирующие материалы. Они обладают высокой разрешающее способностью, меньшими пространственными шумами, высокой дифракционной эффективностью. Общий недостаток этих регистрирующих сред - относительно низкая светочувствительность.

В настоящее время ряд исследователей проводит работу по изготовлению цветных видовых голограмм с использованием имеющихся регистрирующих сред. Высокая яркость изображения и хорошая цветопередача были получены Г.А.Соболевым и О.Б.Серовым

- 233 -

(НИКФИ): красное излучение было записано на галогенидосеребряной эмульсии, а в качестве среды для записи сине-зеленого излучения была применена бихромированная желатина. Б.Г.Турухано и В.Г.Толчин с помощью импульсного источника излучения изготовили трехцветную голограмму на слое ПЭ-1, специально сенсибилизированную во всем видимом диапазоне спектра, получено многоцветное изображение набора значков.

Среди голографических оптических элементов в настоящее время наиболее важной является задача получения голографических фокусирующих покрытий, которые прозрачны во всех областях спектра за исключением очень узкой спектральной полосы, где такое покрытие обладает свойствами вогнутого зеркала. Такие зеркала интенсивно разрабатываются как у нас, так и за рубежом. В настоящее время известен только один светочувствительный материал, на котором можно получать такие зеркала - так называемая бихромированная желатина. Бихромированная желатина является одним из основных светочувствительных материалов и для некоторых видов изобразительной голографии, в том числе цветной. Дифракционная эффективность, характеризующая яркость голограммы, достигает в этом случае 80-90%. Слой чувствителен в сине-зеленой области спектра.

Шанкофф впервые использовал слой хромированной желатины как регистрирующую среду для получения голограмм, отработал способ приготовления этого слоя /1-3/. Нам по этому способу не удалось получить слои с требуемыми голографическими параметрами, по-видимому, из-за различия сырья. В связи с этим нами была разработана технология приготовления слоя бихромированной желатины /4/ на отечественном сырье. Дифракционная эффективность голограмм плоского зеркала, зарегистрированного на этом слое, на длине волны 488 нм равна 70% при оптимальной экспозиции 370 мдж/см² с малым рассеянием света. Видовые голограммы, полученные на этих слоях, тлели большую яркость и четкость изображения.

Однако следует отметить, что голограммы, зарегистрированные на слоях бихромированной желатины, очень чувствительны к условиям окружающей среды, что сказывается на снижении

- 234 -

голографических параметров в процессе изготовления в хранения голограмм. В связи с этим была предложена методика приготовления бихромированной желатины с минимальным числом переменных и этапов, при которых вероятны любые изменения. С этой целью перед поливом бихромат аммония вводился в количестве, обеспечивающем светочувствительность слоя (исключение купания в сенсибилизирующей ванне), а химическое дубление заменено УФ дублением, что позволило, не увеличивая светорассеяния, обеспечить необходимую задубленность слоя. Голограммы плоского зеркала,. зарегистрированные на длине волны 440 нм, имели дифракционную эффективность, равную 80% при экспозиции 100-150 мдж/см². Следует отметить, что чувствительность слоя бихромированной желатины очень зависит от способа обработки экспонированного сдоя.

Для получения высоких топографических параметров на всех вариантах методики изготовления бихромированной желатины основным условием является стабилизация окружающей среды по температуре и влажности в рабочем помещении. Кроме перечисленных выше методик приготовления слоя бихромированной желатины, были получены отражательные голограммы на бихромированной желатине, изготовленной при соответствующей обработке готовых промышленных фотопластинок ПЭ-2. Экспонирование производилось на пластинках без вымывания серебра в отличие от метода Лина /5/. Результаты, полученные на таких пластинках, показали перспективность этого метода приготовления слоя бихромированной желатины, так как заметно уменьшается уровень шума голограммы, слой не так чувствителен к внешним условиям и имеет дифракционную эффективность 80%. Предположительно, присутствие серебра в слое при экспонировании способствует ориентированию молекул желатины при засветке и, следовательно, уменьшается паразитное растрескивание натяжений между молекулами. Кроме того, серебро является хорошим антисептиком, что, в свою очередь, ведет к стабилизации свойств желатины. Были получены высококачественные цветные составные голограммы, зарегистрированные на слое бихромированной желатины, изготовленной по описанному методу (зеленый цвет) и на слое ПЭ-2 (красный цвет).

- 235 -

Цветные голограммы (синий, зеленый и красный цвет) были также получены с использованием разработанного нами метода отбеливания фотопластинок ПЭ-2. Химико-технологический процесс основан на работах Филлипса /6/. Отбеливающий реагент - железо азотнокислое. Нами были исследованы различные варианты предварительной обработки, проявления и отбеливания трехмерных голограмм с целью получения максимальной дифракционной эффективности дай трех длин волн, минимального шума и устойчивости к воздействию света. В частности, были опробованы физические и химические проявители, а также отбеливатели на основе бихромата калия, сернокислой меди, азотнокислого железа. Был выбран оптимальный вариант химико-технологической обработки цветных изобразительных голограмм, дающий дифракционную эффективность 40 на трех длинах волн, малый уровень шума и стойкость к действию света.

Авторы благодарят Ю.Н.Денисюка за постоянный интерес и полезные дискуссии, М.К.Шевцова за экспонирование фотопластин и предоставление данных по основным голографическим характеристикам.

Литература

1. Б.Г.Турухано, П.Г.Толчин. Материалы iv Всесоюзной школы по голографии. Л., ЛИЯФ, с.345-356. 1973.

2. sharkoff Т.Д., appl. opt., 7, n 10, р.2101,1968.

3. sharkoff t.a., curran r.a., appl. phys. zet., 13, p.239, 1968.

4. З.А.Загорская, С.Б.Шевченко. Сборник "Регистрирующие среды для изобразительной голографии и киноголографии", Л., "Наука", с.114-116, 1979.

5. lin l.h. appl.-opt. 8, n 5, p.963, 1969.

6. phillips h.j., porter d.j., phys. eng. sci. instrum, 9, p.631-634, 1976.