ПЕРВАЯ ОТЕЧЕСТВЕННАЯ ФОТОПЛЕНКА ДЛЯ ГОЛОГРАФИИ
Н.С.Гафурова, А.В.Борин, К.А.Просалова
Рассмотрена первая отечественная высокоразрешающая фотопленка ФПГ-В71, предназначенная для голографии в видимом диапазоне. Даются характеристики этой пленки в сравнении с отечественными и зарубежными фотоматериалами.
Фотографические свойства пленки ФПГ-В71, а также предшествовавшей ей опытной пленке ФПГ-В70, выпущенной в 1970 году, видны из данных, собранных в приводимой ниже таблице 1 и из рис.1. Для сравнения в таблице 1 собраны результаты испытания ряда фотоматериалов для голографии как отечественного, так и иностранного производства.
Определение фотографических свойств пленок производилось по ГОСТу 2817-50, а спектральной светочувствительности по ГОСТу 2818-45 /1/.
Разрешающая способность определялась с помощью интерференционного резольвометра /2/.
Из таблицы 1 видно, что пленка ФПГ-В71 по светочувствительности превосходит пленку той же марки, но выпущенную в 1970 году, причем средний размер микрокристаллов галогенида серебра и разрешающая способность их остались неизменными. Коэффициент контрастности обеих пленок высок. Все остальные исследованные образцы, за исключением пленки Геверт 14С75, имеют светочувствительность (S0,2) одного и того же порядка и значительно уступают по этому параметру пленкам ФПГ-В70 и ФПГ-В71, но средний размер микрокристаллов галогенида серебра и разрешающая способность их близки.
Особенностью пленки Геверт 14С75 является то, что средний размер микрокристаллов галогенида серебра ее эмульсионного слоя на порядок больше, чем у пленки ФПГ-В, что в значительной мере и
- 340 -
Таблица 1
Фотоматериалы, применяемые для голографии
№
п/п
|
Наименование
исследованных фотоматериалов
|
Продолжи-тельность
проявления, мин
|
Фотографические
показатели,
определенные
по
ГОСТ 2817-50
|
Монохроматическая
чувствительность и коэффициент
контрастности
при значениях l **/
|
Спектральная
сенсибилизация
|
Средний
размер микрокри-сталлов, мм2
|
Разрешаю-щая
способность, мм-1
|
0,2∙104
см2/Дж
|
g
l
|
0,2∙104
|
g
|
690
|
630
|
510
|
690
|
630
|
510
|
Макси
мум
|
Предел
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
13
|
14
|
15
|
1*
|
Пластинки
ф. Кодак, 649 F
|
8
|
20
|
3,6
|
-
|
-
|
6,8
|
-
|
-
|
3,1
|
530
|
590
|
0,0036
|
>3000
|
2*
|
Пластинки
ф. Кодак, 649 GH
|
8
|
70
|
4,3
|
0,80
|
5,25
|
6,03
|
-
|
3,0
|
2,7
|
660
600
530
|
700
|
0,0036
|
>3000
|
3
|
Пленка
ф. Геверт, 14С75
|
4
8
|
40000
60000
|
2,2
2,1
|
5760
|
6040
|
252
|
2,0
|
1,8
|
1,7
|
660
630
580
|
700
|
0,050
|
2700
|
*/ Данные частично взяты из работы /3г/
**/ Все образцы проявлялись 6 мин
- 341 -
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
13
|
14
|
15
|
4*
|
Пластинки
Госниихимфото-проекта "Прозрачные"
|
8
|
69
|
4,5
|
-
|
16
|
1,6
|
-
|
2,0
|
-
|
640
590
|
680
|
0,0020
|
>3000
|
5
|
Пластинки
Госниихимфото-проекта "ВРЛ"
|
6
8
|
38
42
|
6,0
5,0
|
4,2
|
2,0
|
-
|
|
|
|
690
630
|
700
|
0,0040
|
>3000
|
6
|
Пленка
Казниитехфото-проекта ФПГ-В70
|
6
8
|
960
1300
|
3,4
4,8
|
2,5
|
13,8
|
34,0
|
1,7
|
2,0
|
1,2
|
690
640
590
500
|
700
|
0,0060
|
>3000
|
7
|
Пленка
Казниитехфото-проекта ФПГ-В71
|
6
8
|
2000
3000
|
3,4
4,8
|
200
|
52,5
|
59,0
|
2,3
|
2,2
|
2,1
|
690
630
530
|
700
|
0,0060
|
>3000
|
*/ пластинки гиперсенсибилизированы триэтаноламином
- 342 -
определяет, по-видимому, большую чувствительность при меньшей разрешающей способности, которая равна 2700 мм-1; у всех других исследованных материалов этот параметр превышает 3000 мм" . Указанное может определяться тем, что, как следует из работ /3/, с увеличением среднего размера микрокристаллов галогенида серебра в интервале до 0,2 мкм происходит быстрое и значительное увеличение светочувствительности и понижение разрешающей способности.
Рис.1. Спектросенситометрическая характеристика испытанных фотопленок.
В столбцах 6-11 таблицы 1 приведены обратные величины энергетических значений монохроматической светочувствительности и соответствующие им коэффициенты контрастности.
Из указанных данных видно, что в соответствии с общесенситометрическими показателями и по уровню энергетической чувствительности первое место занимает пленка Геверт, а затем следует пленка ФПГ-В71, причем соотношение величины сенситометрической и энергетической чувствительности обеих пленок значительно отличаются. Так,
- 343 -
по сенситометрическим данным пленка Геверт превосходит по чувствительности пленку ФПГ-В71 в 20 раз. Однако по энергетической чувствительности рассматриваемые пленки для значений монохроматической чувствительности при длинах волн 690, 630 и 510 нм отличаются, соответственное в 28, 114 и 4 раза. Разнообразие в значениях соотношения монохроматических величин чувствительности имеет место и для других исследованных голографических фотоматериалов. Эти данные позволяют заключить, что сенситометрическая характеристика голографических пленок, определенная по ГОСТ 2817-50, дает лишь общее, представление об их светочувствительности, которой недостаточно для получения экспонометрических данных при использовании монохроматических лазерных источников света. В этом отношении наиболее ценными являются энергетические значения монохроматической светочувствительности. Такой же вывод был ранее сделан в работе /4/.
В таблице 1 приведены также монохроматические коэффициенты контрастности (g
l
), величины которых для исследованных фотоматериалов лежат в интервале 1,7 - 3,1.
Известно, что g
l
является параметром, определяющим качество голографического изображения, но при этом оптимальное значение его зависит от метода получения голограмм. В связи с приведенным, оптимальные значения У для голографических работ, видимо, пока не могут быть обозначены определенными величинами.
В заключение следует заметить, что величина вуали всех рассмотренных выше фотоматериалов не приведена в таблица 1 в связи с тем, что плотность ее не превышала 0,03, т.е. была незначительной.
Для более полной оценки исследованных фотоматериалов были определены их спектросенситометрические характеристики по методике, описанной в работе /1/, причем, спектральная чувствительность определялась по плотности 0,2 над вуалью.
Из рисунка 1, содержащего кривые распределения спектральной чувствительности фотоматериалов, видно, что указанная кривая пленки ФПГ-В71 всеми своими точками лежит выше кривой, относящейся к пленке той же марки, но выпущенной в 1970 году, причем особенно велико приращение светочувствительности при длинах волн 690 и 630 нм, соответствующих излучению рубинового и гелий-неонового лазеров. Вместе с тем из рисунка также видно, что спектральная светочувствительность
- 344 -
фотопленок Госниихимфотопроекта "ВРЛ" и "Прозрачные", а также ф. Кодак "649Г" и "649 GН", лежат значительно ниже кривых, относящихся к планкам ФПГ-В выпуска 1970 и 71 годов, причем пленка Геверт имеет чувствительность в длинноволновой части спектра почти на 2 порядка большую сравнительно с ФПГ-В71.
Вместе с тем, пленка ФПГ-В71, как и пластинки "ВРЛ" и "649GН" имеют хорошо выраженный максимум чувствительности при 690 нм.
Были также проведены опыты по установлению оптимальной продолжительности проявления пленки ФПГ-В в проявителе УП2, рецепт которого описан в работе /3г/. С этой целью образцы исследованной пленки после экспонирования в спектрографе ИСП-73 проявлялись при 20° в течение 2, 4, 8, 10 минут, а затем после обычной последующей обработки были построены кривые распределения спектральной чувствительности. Кроме того, по спектросенситограммам были определены величины монохроматической чувствительности и коэффициентов контрастности. Вуаль спектрограммы с увеличением продолжительности проявления изменялась незначительно, причем, после 10 минут проявления плотность ее не превышала 0,03.
Из кривых рисунка 2 видно, что с увеличением продолжительности проявления монохроматическая чувствительность растет одинаково как при 630, так и 510 нм (см. кривые 1 и 2). Однако, при длине волны 690 нм рост чувствительности в аналогичных условиях происходит быстрее, чем при более коротких длинах волн, и в этом случае вся кривая перемещается вверх, в область более высоких значений чувствительности. Как показали последующие опыты, этот рост чувствительности продолжается при проявлении пленки до 12 минут. Дальнейшее увеличение времени проявления приводит к быстрому росту вуали и понижению чувствительности.
Однако с увеличением продолжительности проявления монохроматический коэффициент контрастности изменяется иначе. Так из рисунка 2 видно, что с увеличением времени проявления, кривые 1' и 2', характеризующие изменения g
l
при длинах волн 510 и 630 нм, растут с одинаковой скоростью, но после достижения максимальной величины g
l
дальнейший рост их замедляется, а затем прекращается. Такая же закономерность наблюдалась при исследовании влияния продолжительности проявления на рост g
l
, соответствующей длине
- 345 -
волны 690 нм; в этом случае, как следует из кривой 3', понижение величины g
l
начинается при продолжительности проявления выше 6 минут */
Рис.2. Монохроматическая светочувствительность (——) и коэффициент контрастности ( - - - ) при длинах волн 510 (1), 630 (2) и 690 (3), в зависимости от времени проявления (мин).
Зависимость монохроматического коэффициента контрастности от спектрального состава источника света, применявшегося при экспозиции, изучалась рядом авторов. Так было показано, что для исследованных автором работы /5/ пластинок g
l
растет с длиной волны экспонирующего света, достигает максимального значения, а затеи остается неизменной. В другой работе /6/ было показано, что характер изменения величины g
l
в зависимости от длины волны
*/ При установлении оптимальной продолжительности проявления слоя следует учитывать возможность понижения его разрешающей способности с увеличением времени проявления.
- 346 -
экспонирующего света носит специфический характер для каждой эмульсии и проявителя. Вместе с тем наблюдалось /7/, что для спектрально сенсибилизированных галогенидосеребряных эмульсий, в зависимости от однородности сенсибилизации микрокристаллов, значения их монохроматических коэффициентов контрастности области дополнительной и собственной светочувствительности могут быть, соответственно, большими, меньшими и равными.
В дополнение к приведенному, из кривых рисунка 2, характеризующих зависимость g
l
=¦
(t) видно, что при 2-х минутах проявления с увеличением длины волны монохроматический коэффициент контрастности растет, а при 8 и 10 минутах - понижается.
Многие авторы наблюдали, что скрытое изображение, полученное на мелкозернистых эмульсиях, регрессирует быстрее, чем на крупнозернистых /8/. В связи с указанным была проведена серия опытов по исследованию регрессии скрытого изображения, образованного на сверхмелкозернистом эмульсионном слое пленки ФПГ-В71. С этой целью экспонированные в спектрографе ИСП-73 образцы хранились до 5-6 месяцев в эксикаторе с относительной влажностью воздуха около 80% и обрабатывались через определенные промежутки времени, а затем по высушенным спектросенситограммам определялась монохроматическая светочувствительность /8/ и коэффициент контрастности (g
l
) при значениях l
510, 650, 690 нм.
На рис.3 и в таблице 2 приведены результаты опытов, исходная чувствительность образцов принята за 100%. Из рисунка 3 следует, что после 1 месяца хранения экспонированных слоев светочувствительность их упала на 50-60%, после 3-х месяцев хранения - на 70-75%, а после 6-ти месяцев - на 85% исходной. Приведенное относится ко всем трем значениям g
l
.
Вместе с тем, из таблицы 2 видно, что при продолжительном хранении экспонированной пленки понижается также и значение монохроматических коэффициентов контрастности, причем скорость понижения g
l
убывает с увеличением длины волны (сравнить опыты 1-3).
Таким образом, хранение пленки ФПГ-В в условиях повышенной влажности отрицательно сказывается на значениях монохроматической светочувствительности и коэффициента контрастности.
- 347 -
Рис.3. Регрессии скрытого изображения на пленке ФПГ-В71 при продолжительной хранении пленки в эксикаторе: относительная влажность — 80, температура — 20°С.
- 348 -
Таблица 2
Изменение значения g
l
при хранении экспонированных слоев
№№ опытов |
Длина волны, нм |
Исходные коэффициенты контрастности |
Изменение значений g
l
, экспонированных пленок при хранении в течение месяцев |
1/2 |
1 |
2 |
5 |
4 |
5 |
1 |
510 |
1,2 |
1,3 |
0,8 |
- |
- |
- |
- |
2 |
630 |
2,0 |
2,1 |
2,4 |
2,4 |
2,5 |
0,9 |
- |
3 |
690 |
1,7 |
2,4 |
2,1 |
1,8 |
2,5 |
2,1 |
1,7 |
В выполнении работы участвовали: Л.П.Петросян, Х.Х.Мифтахутдинова, Г.И.Рабинович.
Литература
1. Ю.Н.Гороховский, Т.М.Левенберг. "Общая сенситометрия", изд. "Искусство", Москва, 1963.
2. Ю.И.Островский. Авторские свидетельства: 199659, 1966; 212751, 207018, 1967; бюллетень изобрет. СССР, № 15, 1967; № 1, 9, 1968.
3. а) C.E.K.Mees. The Theory of Photographic Process, 4, 178, 1954.
б) H.Friser, E.Klein. Electrochem., 58, 655, 1954; 62, 874, 1958.
в) В.Ромер, Ж.научн. и прикл. фотогр. и кинематогр., 5, 225, 1960; Sc. et ind. photogr., 30, 3, 1959.
г) И.Р.Протас. Материалы первой Всесоюзной школы по голографии 502, 1971.
д) И.Р.Протас, Э.И.Грацианская, П.Х.Прусс и др. Ж.научн. и прикл. фотогр. и кинематогр., 7, № 2, 96, 1962.
е) Е.В.Вендровский, И.Г.Минкевич. Ж.научн. и прикл. фотогр. И кинематогр., 16, 2, 127, 1971.
- 349 -
4. а) В.Н.Синцов. Материалы первой Всесоюзной школы по голографии, Ленинград, стр.483, 1971.
б) R.F.Van Ligten. JOSA, 56, 1, 1966.
в) Ш.Д.Какичашвили, Н.С.Гафурова, А.В.Борин. Ж.научн. и прикл. фотогр. и кинематогр., 15, № 2, 153, 1970.
5. J.Fragostaro. Sc. ind. photogr., 15, 1947.
6. H.Souvenier. Sс. et ind. photogr., 28, 9, 331, 1951.
7. а) А.В.Борин, Э.И.Грацианская. Ж.технич. физики, 18, 1325, 1948.
б) А.В.Борин, А.Ф.Маковский, М.Г.Одинцов и др. Ж.технич. физики, 24, в.8, 1499, 1954.
8. a) G.Albony, H.Faragi. J.de Phys. et de radium, 10, 8, N 4, 105, 1949.
Сборник "Фотографич. метод в ядерной физике", ИЛ, 124, 1952.
б) Я.А.Шнайдман, Т.И.Смолко. Ж.научн. и прикл. фотогр. и кинематогр., 3, 6, 469, 1958.
в) А.Л.Картужанский, А.Ф.Юрченко. Ж.научн. и прикл. фотогр. и кинематогр., 12, 3, 187, 1962.
г) П.И.Савинова, А.В.Борин. Ж.научн. и прикл. фотогр. и кинематогр., 1972.