В прошлогодней лекции /1/ был дан анализ сведений о влиянии свойств фотографического материала на качество изображения, восстановленного из голограммы, с позиций рассмотрения голограммы как элемента сложной оптической системы, построенной на явлениях дифракции и интерференции световых волн, голограммы как нерегулярной дифракционной решётки, в причудливых отклонениях полос которой от строгой геометрической регулярности закодирована информация о форме, локализации, яркости и цвете объекта, записанного на голограмме. На основании этого подхода можно проследить жёстко детерминированную связь между фотографическими параметрами регистрирующего материала и параметрами поля оптического излучения, восстановленного голограммой: разрешающая способность фотоматериала определяет действующую апертуру голограммы; коэффициент контрастности и оптическая плотность - дифракционную эффективность; гранулярность, фазовые неоднородности и рассеяние света слоем - динамический диапазон воспроизведения яркостей в восстановленном изображении; линейность отклика - уровень "духов". Такой подход становится господствующим в мировой голографической литературе. Попробуем с этих же позиций дать анализ работ по теме лекции, опубликованных в истекшем году.

В работе /7/ подробно изучен пространственный спектр шума отбеленных и неотбеленных образцов плёнки Кодак 2475 до частоты 160 штр./мм, причём основное внимание уделено измерениям спектра в области около нулевой частоты; показано, что фазовый шум существенно превышает амплитудный на частоте менее 100 штр./мм. Аналогичное исследование в области до 200 штр./мм для многочисленных типов

плёнок и пластинок, в том числе для фотоматериалов 0243, iОe56 и 649f, выполнено в работе /8/. Обнаружено, что спектр низкоразрешающих с точки зрения голографии фотоматериалов является белым в области 20-200 штр/мм; плотность мощности шума высокоразрешающих материалов, напротив, существенно падает с ростом пространственной частоты. Первый тип материалов характеризуется довольно высоким значением коэффициента Каллье (отношением регулярной к диффузной оптической плотности), составляющим 1,8-1,9 без иммерсии и 1,5-1,6 в иммерсии; соответствующие значения для второго типа материалов равны в среднем 1,10 и 1,05.

В работе /9/ основное внимание было уделено измерению пространственного распределения спектра мощности шума высокоразрешающих фотографических материалов при пространственной частоте до 1400 штр./мм. Результаты этих измерений были приведены к квадрату пространственной частоты, т.е. выражены в абсолютных единицах. Было найдено,что данные теоретического расчёта, основанного на модели "шахматной доски", и экспериментального измерения мощности шума совпадают достаточно хорошо. Было также обнаружено, что шум практически не зависит от соотношения интенсивности сигнального и опорного пучков и что мощность шума возрастает примерно пропорционально коэффициенту пропускания. Измерения мощности шума при 1000 штр./мм дали следующие результаты для различных регистрирующих материалов: iОe70 - 2,5·10^-8, 649 - 8·10^-9, 649f после отбеливания - 9·10^-8, слой хромированного желатина - 8·10^-10, высококачественная стеклянная пластина - 1·10^-11.

Было установлено, что образцы фотоматериалов, экспонированные излучением гелий-неонового лазера, имеют существенно большую величину рассеянного светового потока по сравнению с образцами, экспонированными излучением лампы накаливания. Этот эффект объясняется регистрацией внутри слоя интерференционной картины, возникающей при взаимодействии когерентных световых микрополей, рассеянных внутри слоя фотографической эмульсии. Уменьшение пространственной когерентности источника света ведёт к уменьшению величины светового потока, рассеянного голограммой, однако регистрация голограммы в конце концов становится невозможной по мере того как контраст интерференционной картины надает до нуля. По-видимому, этот эффект когерентного рассеяния может наблюдаться также при получении снимков масок в микроэлектронике, при работе с монохроматическими источниками света и высокоразрешающими репродукционными фотоматериалами.

Интересно отметить, что, несмотря на одинаковую методику измерении и выражения их результатов, данные Вилкомерсона /9/ и Бидерманна /10/ различаются на порядок для одних и тех же фотографических материалов; у Вилкомерсона интенсивность рассеянного света оказывается на порядок больше. Причины этого расхождения совершенно неясны; в аналогичном исследовании, выполненном с участием автора, были получены величины, более близкие к данным Бидерманна /12/.

В работах /13-17 / был дан углублённый анализ влияния нелинейности отклика фотографического материала на качество восстановленного изображения. Для аналитического выражения яркости изображении высших порядков дифракции были успешно использованы ряды Чебышева /13/. Для описания голографического процесса в целом был привлечён аппарат теории нелинейной фильтрации /l4/. В большой серии экспериментов, выполненных в работе /15/, показано, что нелинейность отклика фотослоя и величина отношения интенсивности интерферирующих пучков весьма словно сказываются на распределении яркости в восстановленном изображении, однако характер искажения изображения вследствие нелинейности отклика поддаётся расчёту по известной кривой отклика, сведениям о рабочей точке модуляции и данным о пространственной форме объекта. Если объект имеет протяжённую форму и обладает равномерной яркостью, нелинейность отклика приводит к образованию ореола, а для объекта, состоящего из совокупности точек, - к образованию ложных ярких точек, иногда локализованных в плоскости восстановленного изображения /16/.

Для количественной оценки влияния нелинейности на свойства амплитудных голограмм может быть использован аппарат, развитый в работе /17/.

снижение светочувствительности отбеленных голограмм при помощи десенсибилизатора - сафранина /25/; сушка в спирто-водных растворах с постепенно увеличивающейся концентрацией спирта и в атмосфере сухого азота /28/; использование процесса отбеливания с переводом серебра не в бромид, а в йодид /29/; задубливание и промывка перед проявлением с целью снятия внутренних напряжений в фотоэмульсионном слое /30/; дополнительная обработка в растворах, полностью удаляющих соли меди из слоя после отбелки соединениями меди /31/.

Равнитие технологии промышленного изготовления и специальных методов химико-фотографической обработки высокоразрешающих фотографических слоев для голографии, а такке более углублённое понимание специфики требований к фотографическим материалам для голографии, существенно отличающихся от требований к материалам для регистрации некогерентного излучения /1,32,34/ вызвало необходимость создания не только голографических уетидля оценки качества этих фотоматериалов (голографическая резольвометрия, дифракционное измерение спектра мощности рассеянного света), но и создание голографических критериев качества подобных материалов /4,35-37/. Здесь следует отметить интересную работу /37/, в которой в основу оценки качества фотоматериалов для голографии положен критерии максимального динамического диапазона яркостей регистрируемого объекта. При этом минимальная регистрируемая яркость определяется гранулярностью и рассеянием света фотослоем, а максимальная - нелинейностью отклика фотослоя. Дальнейшее обобщение критерия качества регистрирующих сред может быть достигнуто путём деления максимального динамического диапазона на количество освещения, необходимое для достижения максимума дифракционной эффективности. Однако ни одна цифра, сколь бы сложным математическим путём она ни была получена, не в состоянии дать полное описание столь сложной и важной роли, которую играют в голографическом процессе свойства фотографических материалов, регистрирующих тончайшие причудливые узоры, создаваeмыe игрой когерентного света.

2. А.Коzmа, j.s.zelenka. josa, 60, 34, 1970.

спектроскопия, 31, (в печати).