Голографический способ измерения усадки высокоразрешающих фотоэмульсионных слоев Советский патент 1983 года по МПК G03H1/06 

(54) ГОЛОГРАФИЧЕСКИЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УСАДКИ ВЫСОКОРАЗРЕШАЮЩИХ ФОТОЭМУЛЬСИОННЫХ СЛОЕВ

Изобретение относится к технике голографии и может быть использовано для измерения усадки высокораэРешакяцих фотоэмульсионных слоев при исследовании свойств вновь разрабатываемых фотослоев, а также в процессе масового производства фотослоев и их применения, например.н голографии с записью в трехмерной среде,. В соответствии с принятой терминологией под понятием усадка здесь подразумевается любое из возможных изменений оптической толщины фотослоя как в сторону ее уменьшени (собственно усадка), так и в сторону ее увеличения (набухание). Известен способ измерения усадки голографических эмульсий, включающий запись контрольной голограммы на испытуемом фотослое, восстановление контрольной голограммы и оценку усад ки по восстановленному изображению. При зтом запись голограммы производят при монохроматическом лазерном освещении, восстановление производят при освещении излучением с широ ким непрерывным интервалом длин вол а оценку усадки производят посредством спектрофотрметрирования восстановленного излучения Cl. Недостатками такого способа являются значительная длительность процесса измерения усадки, его Oojibtaaa трудоемкость и сложность требуемого измерительного устройства. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому, является голографический .способ измерения усадки высокоразрашающих фотослоев, включающий запись контрольной голограммы во встречных пучках на испытуемом фотослое и оценку усадки по восстановленному изображению. При этом запись контрольной голограммы производят при монохроматическом лазерном освещении с длиной волны ог восстановление производят при освещении излучением с широким непрерывным интервалом длин волн, а оценку усадки посредством регистрации восстановленного излучения на спектрограмму Ф, на которой одновременно регистрируют лазерную реперную спектральную линию Л). Эту оценку в зависимости от требуемой точности измерения усадки осуществляют либо визуально, либо посредством микрофотометрирования спектрограммы Ф t2l. Вследствие того, что в указанном способе для измерения усадки иополь зуется голограмма, записанная в монохроматическом овете, возникает необходимость на этапе восстановления голограммы и оценки усадки использовать цовопъно сложное устройст во, включающее осветительную систему для восстановления голограммы, узел . крепления голограммы с юстировочным приспособлением и спектрограф. Юстировка осветительной системы и контрольной голограммы, экспонирование спектрограммы и ее последуклдая хими- ко-фотографическая обработка занимают значительное время.А если для увеличения точности измерений спектрогграмму микрофотометрируют, то это время еще более возрастает. Таким об разом, недостатками указанного спосо ба измерения усадки высокоразрешающих фотоэмульсионных слоев являются значительная длительность процесса .измерения усадки, его большая трудр емкость и сложность необходимо при этом измерительного устройства. Целью изобретения является ускоре ние процесса измерения усадки высоко разрешающих фотоэмульсионных слоев при одновременном уменьшении его тру доемкости. Поставленная.цель достигается тем, что согласно способу, включающе му запись контрольной голограммы во встречных пучках на испытуемом фотослое и оценку усадки по восстановлен ному изображению, перед записью конт рольной голограммы излучение источника света с широким непрерывным интервалом длин волн, включающим длину волны AQ , на которой оценивают усад ку, раскладывают в спектр, строят два зеркально-симметричных изображения спектра и излучение одинаковых спектральных составляющих этих изобр жений пространственно совмещают во встречных пучках,запись контрольной голограммы осуществляют путем фоторегистрации образовавшейсяJкартины стоячих волн,восстанавливают голограмму. монохроматическим светом с дли ной волны йд,а усадку оценивают путем визуальной индикации. На фиг.1 показан один из возможных вариантов устройства для записи контрольной голограммы; на фиг.2 - схема восстановления контрольной голограммы и визуальной индикации у сад ки; на фиг.З - принцип работы контрольной голограммы в качестве визуального индикатора усадки. Устройство для записи контрольной голограммы содержит протяжённый источник белого света 1, лазер 2, конденсатор 3, спектрограф со входной щелью 4, объективами входного и выходног о коллиматоров 5 и 6 и дисперги рующим элементом 7. .Вблизи плоскоети 8 локализации спектра расположено sepKcLTio 9 и фотопластинка 10, повернутая к зеркалу 9 той своей стороной, на которой нанесен высокоразрешающий фотоэмульсионный слой 11. Часть входной щели 4 спектрографа перекрыта призмой 12 прямого отклонения. Запись контрольной голограммы производят следующим образом. Изображение источника света 1 строят на входной щели 4 спектрографа с помсяцью конценсора 3. Коллимированный пучок белого света, выходящий из объектива 5, направляют на диспергирующий элемент 7, Который разлагает излучение в спектр, а изображение спектра с помощью объектива 6 строят в плоскости 8. Зеркало 9, расположенное, в непосредственной близости от плоскости 8, юстируют так, {чтобы все пространственные и спект- . ральные моды отраженного излучения совмещались с соответствующими модами падающего на зеркало излучения. В результату вблизи зеркала 9 возникает картина стоячих вол и, пространственная частота которых непрерывно уменьшается от длинноволнового участка спектра к ко ротковолновому. Фотоэмульсионный ело 11, расположенный в .области, где образуются .стоячие волны, регистрирует контрольную голограмму 13. При этом расстояние от поверхности фотослоя 11, примыкающей к подложке фотопластинки 10, до зеркала 9 не должно превышать величины f,.L 4j; для любого участка регистрируемого изображения спектра, где - оптическая, толщина .фотослоя для излучения с длиной волны Д.; лД - спектральный диапазон, разрешаемый спектрографом, . со средней длиной волны Д. Одновременно с контрольной голограммой 13.на фотопластинке 10 фотографически регистрируют изображение 14 реперной спектральной линии Л, даваемой лазером 2, излуче ние которого с .помощью призмы 12 подают на участок входной щели 4 спектрографа, экранированный призмой 12 от излучения источника света 1. .После химико-фотографической обработки фотопластинки 10f на которой зарегистрирована контрольная голограмма 13 и фотографическое изображение 14 реперной линии для увеличения точности оценки усадки на фотопластинку 10 рядом с контрольной голограммой 13 наклеивают шкалу 15 усадки, отградуированную, например, в процентах. При этом нулевой штрих шкалы 15 совмадают с изображением 14 реперной линии (см. фиг.2). Восстановление контрольной голограммы 13 прО1| зводят монохромаичвским светом с длиной волны Я,, с омощью Лазера 2 и цилиндрической инзы 16, расширяющей лазерный луч. , аблюдатель 17 видит при,этом восстаовленное изображение 18 и виде горизонтального штриха, с йомощью ко- 5 торого и производят оценку усадки по/ делениям шкалы 15.Диаграмма на фиг.3 поясняет принцип работы контрольной голограммы и качестве визуального индикатора усадки, гдеД - длина волны, tO на которой производят запись в соответствующем горизонтальном сечении голограммы 13; л Т - приращение оптической толщины фотослоя с зарегистрированной на нем голограммой (усадка 5 или набухание). На фиг.За, б, в изображено ориентированное вертикально относительно голограммы 13 поперечное сечение фотосло.я 11 при различных значениях ДТ. Позицией 19 обозначены се-2о чения поверхностей слоистой структуры, образовавшейся в результате записи контрольной голограммы. Шаг этой слоистой структуры в каждом сечении голограммы пропорционален длине волны 25 излучения, освещавшего данный участок Голограммы при записи.

Пусть измерение усадки л Т производят при ,5 нм и tg- шаг слоистой структуры, соответствующий Ад. Тогда в случае, когда усадка и набу- Хание отсутствуют (фиг.За), восстановленный светящийся штрих 18 будет совмещен с нулевой отметкой шкалы усадки (4Т 0). В случае, когда произошла усадка.фотослоя (фиг.36), зо- 35 на голограмгФа, соответствующая шагу LQ, сместится в длиноволновую- область голограммы, соответствующую отрицательным значениям дТ, а в случае, когда произошло набухание фотослоя 40 (фиг.Зв) - положительным значениям ЛТ. . .

Предлагаемый способ измерения усадки и набухания высокоразрешающих фотозмульсионных слоев обеспечивает 45 по сравнению с известными следующиепреимущества:.ускорение процесса из мерения; снижение трудоемкости этого процесса; упрощение измерительного устройства и удешевление, способа. JQ При этом предлагаемый способ позволяет производить измерение усадки и- набухания в реальном времени, что может оказаться полезным, например, при исследовании свойств вновь раз- ее рабатываемых галоидосеребрянных слоев и слоев на Основе бихромированной желатины. Вследствие использования контрольной голограммы, записанной при освещении излучением с широ- ,. КИМ непрерывным интервалом длин ролн, отпадает необходимость применять сложное,измерительное устройство при оценкеусадки. При этом трудоемкость операции записи контрольной голограммы сравнима с трудоемкостью этой опера-

ции по известным способам, а операция оценки усадкн существенно упрощается и ускоряется, так как «водится к визуальной индикации, на грвбующей специальных навыков квалифИ кации. Это делает перспективным применение предлагаемого способа при массовом производстве, например, цвеных художественныхГолограмм, а также при мелкосерийном изготовлении Голографических копий редких произведений иску сства для демонсхргидаи в музейных условиях. При этом на фотопластинке 10 размещают драе голограмы: на ее основной части располагают художественную цветную гологргцуо у 20 (см. фиг.2) , а на кр«ио фотопласIтинки 10 оставляют свободное поле 1 виде узкий полоски, куда одн6в еменно с основной впечатывают контрольную голограмму 13. Потребителю для оперативного усгщки не требуется никаких приборов, кроме портативного лазера непрерывного действия мощностью менее 1 мВт.

Формула изобретения

Голографический способ измерения уссщки высокоразрешающих фотоэмульсйо сионных слоев, включающий запись контрольной голограммы во встречных ках на испытуемом фотослое и бценку усадки по восстановленному изображению, отлич ающийся тем, что, с целью ускорения процесса измерения при одновременном уменьшении его трудоемкости, перед записью контрольной голограммы излучение источника света с широким непрерывным интервалом длин волн, включающим длииу волны Лц , на которой оценившот усадку/ раскладывают.в спектр, строят два зеркально-симметричных изобргике- ния спектра и излучение одинаковых спектральных составляющих этих иэобра1жений пространственно совмещают во встречных пучках, запись контрольной голограммы осуществляют путем фоторегистрации об|разовавшейся картины стоячих волн, восстанавливают голограмму монохроматическим светом с длиной волны АО/ а усадку оценивают путем визуальной индикации.

Источники информсщии, принятые в.о внимание при экспертизе

к спектрографу для измерения дифракционной эффективности трехмерных голограмм. Оптико-механическая промышленность , 1970, 2, с. 29-31 (прототип). .