ЗАПИСЬ И ВОССТАНОВЛЕНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЙ, РЕГИСТРИРУЕМЫХ

НА ТЕРМОПЛАСТИЧЕСКИХ СРЕДАХ

Н.Г.Власов, В.В.Маникало, О.С.Сотникова

В нашей стране налажено серийное изготовление ФТП пленок, не уступающим по своим параметрам зарубежным. Особенно следует отметить отечественную пленку ФТПНЛ-0 /2/, на которой можно получать голографические интерферограммы не только в реальном времени, но и методами двух экспозиций, усреднения по времени. Такая пленка является одновременно документом - свидетельством качества, который можно приложить к изделию после неразрушающего контроля. Однако широкое распространение ФТП материалов сталкивается с трудностями, главная из которых - отсутствие серийно выпускаемых электронных блоков управления.

ФТП среда перспективна не только для получения голограмм, но и для применения в обычной фотографии и кинематографии. Основной темой нашего доклада и является запись изображений не только в полностью когерентном излучении, но и в излучении обычных тепловых источников. В этом случае возникает трудность визуализации, изображения, так как информация о пространственном распределении интенсивности по объекту закодирована изменением толщины прозрачной термопластической пленки, т.е. фазовым характером процесса записи.

- 197 -

В течение длительного времени визуализацию пытались проводить при помощи теневых приборов, являющихся практически изделиями уникального приборостроения. Достичь разумного компромисса между стоимостью и габаритными размерами, с одной стороны, и качеством изображения, с другой, не удалось, в связи с чем и перспективность этого направления достаточно дискуссионна.

Более перспективными являются методы, основанные на введении несущей пространственной частоты (НПЧ). Хорошим примером такого метода является голографический, позволяющий восстанавливать высококачественные изображения. Фазовый характер регистрирующей среды обладает в этом случае даже дополнительным преимуществом, повышая дифракционную эффективность, т.е. делая изображения ярче по сравнению с записью на амплитудную регистрирующую среду.

Исторический обзор возникновения и применения методов записи изображений с НПЧ можно найти в работе Бидермана /3/. Для термопластических сред НПЧ впервые применили Гленн /4/ и Урбах /5/. Анализ литературных данных позволяет предложить следующую классификацию методов введения НПЧ, при записи изображений на ФТП среды, которые будут последовательно рассмотрены ниже.

1. Контактный метод

- 198 -

металлизированное покрытие служит одновременно для очувствления ФТП материала.

Зависимость расстояния от дифракционной решетки до регистрирующей среды и длины когерентности освещающего излучения в /8/ не рассматривается. Такое близкое расположение зарядного электрода позволяет снизить напряжение сенсибилизации с 3-5 кВ до 800В. Во втором случае НПЧ вводится волоконно-оптическим световодом с металлизированным покрытием /9/. С нашей точки зрения, целесообразно обсудить возможность применения аффекта Тальбота-Лау при введении НПЧ на термопластик. Как известно, эффект Тальбота заключается в том, что дифракционная решетка при ее освещении по нормали к поверхности отображает себя на расстояниях

2. Проекционный метод

Названный метод заключается в проекции изображения объекта на амплитудную решетку и затем перенесении промодулированного изображения на регистрирующую среду /10/. Необходимым условием его реализации является высокая разрешающая способность объектива, который строит на ФТП материале изображение решетки. Для получения качественных, ярких изображений ее частота должна быть примерно равна резонансной частоте ФТП среды, т.е. частоте, на которой дифракционная эффективность ФТП материалов максимальна. Эта резонансная частота для существующих в настоящее время ФТП сред 300-400 лин/мм и выше, что делает прямое использование данного метода для ФТП нереальным.

3. Интересный метод интерференционного регистрирования предложен Л.М.Панасюком и др. /11/. На поверхности ФТП материала интерферируют дна лазерных пучка, которые и создают несущую частоту. Одновременно или с кратковременной задержкой после экспонирования НПЧ на ФТП пленку вводят изображение объекта при обычном освещении. Модулирование несущей распределением

- 199 -

интенсивности по объекту происходит за счет нелинейных свойств термопластика. При помощи интерференционного растрирования на ФТП средах были получены цветные изображения /12/. Известны случаи введения НПЧ при помощи лазеров ИК диапазона, когда процесс регистрации и проявления происходит одновременно. ФТП среда проявляется в местах интерференционных максимумов за счет поглощенного тепла /13/.

Методы лазерного интерференционного регистрирования дают высокое качество получаемых изображений, однако требуют виброзащиты, лазерных источников излучения и применимы только в лабораторных условиях. Авторы данного доклада, применяя пленку ФТПНЛ-0, позволяющую работать методом двух экспозиций, записывали несущую в лабораторных условиях, а затем, спустя длительное время, на подготовленную таким образом среду с несущей, в обычных условиях регистрировали изображение объектов. Этот подход позволяет избежать виброзащиты на конечном этапе записи и не нуждается в изготовлении многослойных ФТП слоев.

4. Методы, использующие спекл-структуру

Вводить несущую частоту можно и за счет спекл-эффекта /14/. Напомним, что спекл-зффектом называется случайная модуляция интенсивности, возникающая в когерентном лазерном излучении при прохождении его через объекты типа матового стекла или при рассеянии света на диффузно отражающих поверхностях, среднеквадратичная высота микронеровностей которых сравнима с длиной волны освещающего излучения.

Запись и восстановление изображений с введением спекл-несущей, в том числе и на ФТП материал, была рассмотрена в лекции, прочитанной на одной из предыдущих школ /15/. Там же было указано на возможность использования для записи не только лазерных, но и частично-когерентных источников излучения типа ламп накаливания. Экспериментальная реализация этих идей дана недавно в работе Хандой О.А. и др. /16/, где описано применение спекл-эффекта для записи двухцветных позитивных изображений на ФТП материалах. В качестве источников применялись аргоновый и гелий-неоновый лазеры.

- 200 -

Спекл-метод не нуждается в виброзащите, однако требует увеличения времени экспонирования и дает зашумление изображения. Фактически разрешение по объекту становится хуже на порядок, так как средний размер элемента спекл-структуры равен разрешению оптической системы. Следовательно, данный метод перспективен только для записи изображений, для которых не требуется высокого разрешения.

В заключение отметим, что ФТП среда может найти еще несколько интересных применений. В лабораторных модельных экспериментах она может применяться как аналог динамической голограммы, как динамический транспарант, как среда для записи и последующего ввода изображений в ЭВМ, а при повышении чувствительности термопластика для фотографирования изображений с экранов осциллографов и электронно-оптических преобразователей (ЭОПОВ).

1. Ю.А.Черкасов. // Успехи научной фотографии. М. Наука. 1985. Т.23. c.166-179.

2. Л.Г.Баратов, Л.М.Пойманов, 0.С.Сотникова. // Всесоюзная техн.конф. "Современные виды носителей для воспроизведения, хранения и распространения информации". Ереван. 1981. С.83-89.

5. urbach j.c. photogr.sci.eng. 10, 213-221.

6. wood r.w. hature, lond 60, 199-201, 1899.

8. А.Г.Грудзинский и др.А.с.№651299. МКИ С.0З С 16/00. Б.И.№9, 1973.

9. В.В.Алексеев и др.А.с.№718829.МКИ С О3.С 16/ОО. Б.И.№8. 1980.

10. bryngahl josa v.64, n 6.

12. Н.А.Ярмош и др. А.с.№976424.МКИ С 03.С 16/00. Б.И. №43,1982.

13. Н.А.Ярмош и др.А.с.№1105856 .МКИ С 03,С 16/00. Б.И. №28,1984.

- 201 -

14. М.Франсон. "Оптика спеклов". М., Мир. 1980.

15. Н.Г.Власов, Р.Б.Мацонашвили, Ю.П.Пресняков, Б.М.Степанов. // Материалы xi Всесоюзной школы по голографии. Л. ЛИЯФ. 1979. c.198-218.

16. handojo a. optica commun. v.64, n 1, 1987.