Какая чувствительность имеет ПФГ-04 и БХЖ к....

[Sogokon'A]

Я рад, что мои «опусы» оказались полезными для ooleg, и не оставили равнодушным holos. На то она и аналогия, а не параллельный перенос. Некоторые черты явления могут быть очень сходные, а некоторые могут иметь весьма даже отдаленное сходство. А по поводу постоянной составляющей будет отдельный разговор. Потерпите немного, и из фрагментов вырисуется более-менее связная, и, на мой взгляд, приятная картинка. Вот еще один фрагмент.

Обратимся к рисунку 8, где синей кривой изображена граница между гомогенным и гетерогенным состоянием раствора желатины. Если процесс проявления вести в растворе, находящемся справа от этой кривой, т.е. не меньше чем в 35% растворе изопропанола, то мы не будем пересекать границу гетерогенности, и «молоко» в этом случае не образуется. Но с другой стороны, в 100% изопропаноле желатина не набухает. В работе [5] детально исследовано набухание желатины в водно-изопропанольных растворах и показано, что в 55% растворе набухание желатины резко падает. Поэтому, для проявления незадубленных и свежеприготовленных слоев можно использовать растворы изопропанола с содержанием воды от 35% до 55%. Эти выводы экспериментально подтверждены в работе [15], в которой были получены голографические оптические элементы с Δλ = 4 – 5 нм при экспозиции 8-15мДж/см2 на длинах волн 488нм и 515нм.

IPA_G1.JPG (154.56 KiB) Viewed 3879 times

Рассмотрим более детально процессы, происходящие в минимумах интерференционной картины стоячих волн. Пусть, для определенности, стоячие волны образованы излучением с длиной волны 450нм, а показатель преломления желатины 1,5. Тогда период интерференционной структуры (расстояние между соседними максимумами) будет равен λ/2n =450/3 = 150нм. Расстояние между минимумом и максимумом составляет всего 75нм. При набухании расстояние между пучностями увеличивается в 4-5 раз. Т.е., расстояние между максимумом и минимумом в набухшем слое может составлять 300-400нм. А длина развернутой макромолекулы желатины тоже равна 300нм [3]. Таким образом, существует довольно высокая вероятность того, что часть макромолекулы будет связана хромом, и будет находиться в пучности в виде клубка, тогда как вторая часть будет свободно парить в растворителе. Более того, вполне возможна ситуация, когда средина молекулы «зажата» хромом, а «хвосты» ее торчат в разные стороны от пучности. И, наконец, молекула целиком может поместиться между пучностями. Дополнительным фактором, способствующим гидратации и растворению желатины в узлах, является выдавливание воды из пучностей в результате переходов спираль→клубок [3].
В работе [16] вводится понятие «жидкая макромолекула» в следующем виде: «длинная гибкая цепь, образовавшая клубок вместе с гидратной и механически захваченной водой, может рассматриваться, как «жидкая макромолекула». Именно под это понятие подпадают молекулы желатины и ее фрагменты не связанные хромом и находящиеся в узлах стоячей волны. Молекулярную структуру в разбухшем узле можно образно представить как две зубные щетки, направленные щетиной друг к другу, или как концы разорванной веревки. При дегидратации изопропанолом молекулы, как концы подожженной веревки, сворачиваются каждая к своему гребню, в результате чего получаются микропустоты, резко понижающие показатель преломления и обеспечивающие высокую дифракционную эффективность голограммы. Это и есть оптимальное проявление. Если допустить большую степень растворения желатины (превышающую уровень задубленности), то на «дне» интерференционных полос начнет образовываться «молоко» (рис.16), увеличивающее светорассеяние и сильно сдвигающее цвет изображения в красную область спектра. При этом также увеличивается ширина спектра отражения. Если уровень растворения недостаточен, то не будет достигнута максимальная дифракционная эффективность, и сдвиг в красную область может отсутствовать.
Причина красного смещения заключается в том, что молекулы желатины не могут вернуться в исходное положение после набухания в воде и обработки в изопропаноле. В пучностях комплексы трехвалентного хрома стимулировали переход спираль→клубок, а в узлах – вода и изопропанол тоже вызвали деспирализацию, но уже с переходом и в клубок и в глобулу. Поскольку в клубковой конформации молекула занимает больший объем, чем в спиральной, а размер глобулы меньше, чем клубка, то в среднем получается увеличение толщины слоя на 15-90% в зависимости от условий экспонирования и режимов обработки.

100_0008c.JPG (32.62 KiB) Viewed 3879 times

100_0019a.JPG (27.78 KiB) Viewed 3879 times

Прямым доказательством того, что в минимумах интерференционных полос образуются микропустоты, могут служить результаты следующего эксперимента. Пластинка ПЭ-2, сенсибилизированная в 3% растворе бихромата аммония, экспонируется равномерным пучком через подложку излучением ртутной лампы (436нм). При этом в слое, за счет отражения света от границы раздела желатина-воздух, образуется стоячая волна. Пластинку обрабатывают таким образом, чтобы в слое зафиксировался увеличенный период стоячей волны, и пластинка приобрела в отраженном свете темно-красный цвет. Затем на поверхность эмульсии ставят длиннофокусную положительную линзу (так, как в эксперименте для наблюдения колец Ньютона) и слегка придавливают. Место контакта под микроскопом выглядит так, как показано на рис. 17. Видно, что в месте контакта (наибольшего давления) цвет изображения стал синим, а в соседних участках наблюдается плавный переход к красному. Т.е., полностью выдавив лишний воздух, мы получаем исходный период интерференционной структуры, заданный длиной волны экспонирующего пучка. Выдавив воздух частично, получаем промежуточные состояния. Отсюда следует, что липпмановские изображения можно просто штамповать, или рисовать, регулируя силу нажима.
На рис. 18 представлена фотография колец Ньютона, полученных с красным светофильтром в том же месте контакта. Отчетливо видно, что в том месте, где линза двигалась под собственным весом, диаметр колец значительно больше. Это свидетельствует о вмятине, оставленной на поверхности эмульсии.

3. Малов А.Н., Неупокоева А.В. Голографические регистрирующие среды на основе дихромированного желатина: супрамолекулярный дизайн и динамика записи. – Иркутск: ИВВАИУ(ВИ), 2006. – 344с.
5. Sjolinder S. Swelling of dichromated gelatin films. // Photogr.Sci.and Eng. – 1984.- Vol.28, № 5. – Р. 180-184.
15. Коржикова Л.М.; Степанова А.И. Способ обработки отражательных голограмм. - Патент России № 2006894 от 30.01.1994. Электронная версия: http://ru-patent.info/20/05-09/2006894.html
16. Пчелин В.А., Измайлова В.Н., Мерзлов В.П. Муторация и структурообразование в растворах желатины. - //ДАН СССР. – 1963, 150, №6, с. 1307-1310.

[holos]

Солидный трактат. И образные выражения достойны похвалы (чувствую, сегодня ночью будут сниться зубные щетки :shifty: ).
Хочу добавить небольшой комментарий. В этой сложной кухне формирования голограммы необходимо учитывать и тот факт, что излучение, особенно синее и зеленое, сильно поглощается в слое БХЖ, поэтому контраст интерференционной картины по глубине слоя сугубо нелинейный и он сильно зависит от того, чем обращена пластинка к опорному пучку – желатиновым слоем или стеклянной подложкой. И вытягивать качественное изображение из БХЖ при таких вот загогулинах – одно сплошное удовольствие.
Что касается давления линзой – не совсем понял – на мокрый слой давили или на сухой? Сухой слой после 100%-го спирта, да термодубления, такой сухой, что сходит со стекла, как стружка. И как на него ни дави, толщина слоя не изменится – микропустоты надежно защищены «захромрованными» желатиновыми комплексами. Что-то похоже на пещеру с колоннами из сросшихся сталактитов и сталагмитов, т. е., из сталагнатов.

[Sogokon'A]

В этой сложной кухне формирования
голограммы необходимо учитывать и тот факт, что излучение, особенно
синее и зеленое, сильно поглощается в слое БХЖ, поэтому контраст
интерференционной картины по глубине слоя сугубо нелинейный и он сильно
зависит от того, чем обращена пластинка к опорному пучку – желатиновым
слоем или стеклянной подложкой. И вытягивать качественное изображение
из БХЖ при таких вот загогулинах – одно сплошное удовольствие.

Этот вопрос настолько важный интересный и перспективный, что требует отдельного и тщательного рассмотрения. Насколько нелинейный контраст по глубине слоя видно из рисунков 2 и 3 в http://syneko.narod.ru/Paragraf1-4.pdf Не торопитесь, все будет. Как говорится, каждому овощу – свое время.

Что
касается давления линзой – не совсем понял – на мокрый слой давили или
на сухой? Сухой слой после 100%-го спирта, да термодубления, такой
сухой, что сходит со стекла, как стружка. И как на него ни дави,
толщина слоя не изменится – микропустоты надежно защищены
«захромрованными» желатиновыми комплексами. Что-то похоже на пещеру с
колоннами из сросшихся сталактитов и сталагмитов, т. е., из сталагнатов.

Естественно сухой. Наверное, у меня желатина какая-то «неправильная» давится, еще и как! Попробуйте на своей желатине. Может быть это иллюзия о ее большой прочности? Но изображение обязательно должно быть красное или золотистое. Если синее, то действительно, давить бесполезно.

[Sogokon'A]

Ошибки при выполнении экспериментов – это мощное средство получения новой информации, можно сказать двигатель прогресса. Правда, только при условии тщательного, вдумчивого и творческого анализа и осмысления результатов этих ошибок.

К весне 1984 года мне уже надоело делать липпмановские фотографии на БХЖ в формате 9х12, и я решил замахнуться на размер 30х40. Для получения пластинок попробовал использовать «отходы голографического производства», которые в изобилии заполняли труднодоступные места лаборатории. Для этого из пластинок ПЭ-2 удалялось все серебро (и металлическое и галоидное) и после тщательной промывки вводился бихромат аммония. Расчет показал, что экспозиция на этих пластинках должна составлять 150-170 минут, т.е. до момента проявления можно было заниматься чем-то другим. Однажды я установил пластинку не той стороной к пучку, но через 10 минут обнаружил и исправил эту оплошность, и дал новый отсчет экспозиции без всякой задней мысли. Мысли начали появляться после проявления, когда я увидел вот такое изображение.

Павлин.jpg (40.88 KiB) Viewed 3822 times

Это именно тот исторический снимок. И это единственный липпмановский снимок такого формата, который остался у меня. Остальные, не испорченные, разошлись по друзьям, знакомым, начальству.

На следующий день липпмановские изображения я уже получал по методу раздельного экспонирования, т.е. сначала со стороны эмульсии экспонировал изображение полным спектром ртутной лампы, а затем со стороны подложки чистым пучком 436 нм (без изображения) от той же самой лампы создавал стоячую волну. Это дало колоссальный выигрыш во времени экспонирования: вместо 150-170 минут можно было управиться за 40-45 минут. Кроме того, некоторые цвета стали более «чистыми», так как благодаря выравниванию задубленности по толщине, спектры отражения сузились. Вот таким образом, благодаря ошибке возникло авторское свидетельство №1435014 «Способ получения псевдоцветного изображения».

Кстати, здесь снова усматривается аналогия из радиоэлектроники. Раньше для передачи в эфир амплитудно-модулированных сигналов высокочастотный и звуковой сигнал подводили к антенне одновременно. При этом приходилось учитывать и, по возможности, устранять противоречивые требования, предъявляемые природой этих сигналов к технике. А в конце 20-го столетия обнаружили, что можно установить рядом две антенны, и на одну подать чистую высокочастотную несущую, а на другую низкочастотный сигнал, и в результате радиослушатель не заметит разницы. А выигрыш большой, так как аппаратура каждого канала теперь работает в оптимальном режиме.

Прежде чем анализировать процессы при экспонировании с двух сторон, рассмотрим типичную ситуацию, в которую очень легко попасть и при экспонировании с одной стороны. Уже отмечалось, что наличие поглощения приводит к неравномерному распределению интенсивности света и концентрации фотопродуктов по толщине слоя. В результате, задубленность имеет вид синусоиды, уложенной на экспоненту. На рисунке приведен результат расчета интенсивности по формуле 6 (из параграфа 1) для слоя с оптической плотностью 0,7. Это примерно то, что получается при экспонировании ПФГ-04 излучением 405 нм.

ПРОЯВЛ3.JPG (40.9 KiB) Viewed 3822 times

Если проявление такого слоя выполнить по режиму Р1, то часть слоя, прилегающая к подложке окажется недопроявленной, и не будет вносить вклад в дифракционную эффективность. Если проявить по режиму Р2, то верхняя часть слоя попадет в зону гетерогенности, что приведет к повышению уровня шума. Оптимум где-то посредине, и найти его бывает не просто. Выходом из этой ситуации является уменьшение неравномерности, путем использования слабо поглощающих слоев, например, с оптической плотностью 0,15-0,3. Но более эффективным средством является выравнивание задубленности дополнительной засветкой слоя с противоположной стороны. На рисунке показан выравнивающий эффект как раз для того слоя, который мы выше «проявляли».

ПОГЛОЩ2.JPG (78.73 KiB) Viewed 3822 times

При оптической плотности слоя 0,3-0,4 возможно полное устранение неравномерности. Но это достигается только при жестком выполнении одного условия: экспозиция компенсирующей засветки должна быть равна голографической экспозиции, и производится направленным излучением той же самой длины волны, что и основная экспозиция. В противном случае можно получить неравномерность еще большую, чем при одностороннем экспонировании. Например, вот что может получится, если при работе на 515нм подсветку осуществлять на 365нм.

ПОГЛОЩ5.JPG (92.98 KiB) Viewed 3822 times

Следует заметить, что длина когерентности подсвечивающего излучения должна быть не больше чем 2nd , где -d толщина подложки, а n – показатель преломления подложки. Это желательно для того, чтобы быть уверенным в отсутствии паразитных решеток. Поэтому те лазеры, которые не подходят для записи голограмм, выбрасывать не стоит, а лучше применить их для подсветки.
Появление постоянной составляющей способствует тому, что можно использовать свежеприготовленные пластинки и мягкие режимы проявления.

Использование картины распределения интенсивности дает качественное представление о процессах происходящих в поглощающих фоточувствительных средах. Более точное представление и количественные оценки влияния времени экспозиции можно получить, используя уравнение кинетики накопления фотопродуктов в слое (формула 7, параграф 2). Если есть в этом необходимость, можно продолжить рассмотрение.

[holos]

Прекрасная работа, достойная главы докторской диссертации.
Могу только сделать одну ремарку. При формировании решетки в глубине желатинового слоя изменяется не только «постоянная составляющая» решетки, определяемая опорным пучком, но и сама амплитуда решетки. Это может быть и минусом при получении монохромного изображения, но и плюсом при получении ахроматического изображения. Боле того, такой способ записи является весьма удобным для получения ахроматического изображения, так как никаких специальных мер применять не требуется. Даже можно сделать не вполне строгое утверждение – чем сильнее поглощается лазерный пучок, тем ахроматичнее будет изображение. Связано это с тем, что чем меньше амплитуда решетки, тем меньше и задубливание желатины (сшивание молекул желатины ионами хрома) и тем больше результирующий период голографической решетки, сформированной в желатине – изопропиловый спирт при поддержке воды «раздувает» желатину в слабозадубленных местах. Естественно, очень серьезная нагрузка ложится на химобработку – она должна быть просто виртуозной. При желании, можно, как фокусник, придавать цвету изображения голограмм на БХЖ произвольный цвет. Но перебор или недобор любого из параметров обработки – и либо вся голограмма «погружается» в белесые шумы, либо в угнетающую синеву, быстро переходящую в ультрафиолет. Тут даже важно распределение освещенности по голограмме – распределение по Гауссу играет здесь негативную роль – при оптимальной экспозиции в центре голограммы, углы уйдут в дикие шумы.

Мы делали такие голограммы – кулоны с изображением часового механизма. Писали их лазером на кадмии (440 нм.) К сожалению, образцов не сохранилось. Могу только сказать, что выглядели голограммы замечательно, часы смотрелись как настоящие, металлические.
Конечно, такая технология налагает большие ограничения на глубину объекта, но это глубинное свойство любой технологии – иметь и преимущества и недостатки.

И вопрос – на какой же такой установке вы писали голограммы 30*40 см в течении практически 3-х часов? Может, ее тоже запатентовать?

[ooleg]

Перед 2 недели я експериментировал делать голограмм 405 нм .Первый опит не был хороший. Я изпользувал 10% желатин и 0.5% бихромат. Изпользувал експозиции 1 и 2 минутт. Променял режимм диода но получилось очень загрязненная голограмма. На изображение имело очень большое наложение разные цвета фона меняются случайным. Как будто ребенок окрашен различными карандашами. Я думаю, что ето многомодовый режим генерации диода. Ето так? По моему опыту, действительно, есть некоторые параллельные генерации. Когда наблюдается пучок из диода без изпользувание линза для параллельных пучок - имеет пучок кто на екране делает круглое пятно с меньшей интенсивностью и такой кто сосоредоточен в центре круга вдоль одной оси с большая интенсивность.
Теперь я делаю система из расходяшая линза и отверстие в фокусе линза для фильтрация, но еще она не готова на 100%.

[ooleg]

Здравствуйте!
Вчера опять попробул делкать голограмм 405 нм.
Предварительно я изпользувал комбинациия расширяющая линза и в ее фокус маленькое отверстие.
Полуилось на все стекла толькоо того:

image-30.jpeg (36.39 KiB) Viewed 3731 times

Ето сделано с GSM и потомущо нет хорошие качестъво, но только есть большие участаки с цветные пятна во всех цветах. Монетый как видно неувидется.
Какие ети пятна и где изображение?

[Sogokon'A]

При таком неоднородном слое монету увидеть очень сложно. Попробуйте сделать пластинки получше. У меня сложилось впечатление, что при регистрации голограммы вы пластинку располагаете так, что эмульсионный слой обращен к объекту. А объект при этом находится далеко от пластинки. Если это так, то попробуйте повернуть пластинку наоборот, а объект вплотную расположите к пластинке.

[ooleg]

При таком неоднородном слое монету увидеть очень сложно. Попробуйте сделать пластинки получше. У меня сложилось впечатление, что при регистрации голограммы вы пластинку располагаете так, что эмульсионный слой обращен к объекту. А объект при этом находится далеко от пластинки. Если это так, то попробуйте повернуть пластинку наоборот, а объект вплотную расположите к пластинке.

Спосибо для ответь!
Я сам уже поставил такущ диагноза проблема (разня толщина слоя) но не был очень уверен в ето!
Я обычно емулсии поставю к объекта плотно, но попробул несколько раз и стекло к объект плотно нажат.
Но потомущо до сиь пор я работал с 532 нм, где получил несколько голограм монетый но експозиция всегда была недостатъчна и дефракционная ефективность была очень мала. На 532 нм поглощение слоя очень мало. Я заметил что разные плотности слоя не влияет так как к 405 нм. Когда пишу голограма на 405 нм БХЖ так сильно поглощает свет и фотопльнко увидется как черное окно. Разные толщини слоя очень хорошо увидется на такой свете как неравномерным окрашены стены. Поглощение в обычнай слой так большое что стекле увидется как затемненные стекла автомобиля. Как вы сказали нужно очень мала толщина слоя.
Я будо сейчас попробуть рецепта Комар-а и из готовая емулсия 10% желатин и 0.5% бихромат будо сделать 2% рабочий раствор с кто заливаю стекло. Так я надеюс получу большая равномерность слоя и высокая прозрачность для 405 нм.
Для вам обычна работать в режиме высокое поглащение БХЖ, но для меня ето новое, Для 532 нм прозрачность была висока и при 3% концентрация и при добавление метиленого голубое.