Голографический способ измерения усадки высокоразрешающих фотоэмульсионных слоев

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<11989532

Союз Советскик

Социалистических

Республик

Ъ

/Г==- т

° .Л (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 30.03. 81 (21) 3295913/18-25 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано. 15.0 183 ° Бюллетень ¹ 2

Дата опубликования описания 15. 01. 83 ($)) + Кд з

Q 03 Н 1/Об

Государственный комитет

СССР по делам нзооретений и открытий

f53) УДК 772 ° 99 (088 8) р

Г.Д.Костылев, Л.M.Hâàíeíêî и В.В.Баженов . т гг (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ГОЛОГРАФИЧЕСКИЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УСАДКИ ВЫСОКОРАЗРЕШАЮЩИХ

ФО1ОЭМУЛЬСИОННЫХ СЛОЕВ

Изобретение относится к технике голографии и может быть использовано для измерения усадки высокоразрешающих фотозмульсионных слоев при исследовании свойств вновь разраба- . тываемых фотослоев, а также в процессе масового производства фотослоев и их применения, например. a гслографии с записью в трехмерной среде °

В соответствии с принятой терми-. нологией под понятием усадка здесь подразумевается любое иэ возможных изменений оптической толщины фотослоя как в сторону ве уменьшения (собственно усадка), так и в сторону ее увеличения (набухание).

Известен способ измерения усадки голографических эмульсий, включающий запись контрольной голограммы на ис« пытуемом фотослов, восстановление контрольной голограммы и оценку усадки по восстановленному иэображению.

При этом запись голограммы производят при монохроматическом лазерном освещении, восстановление производят при освещении излучением с широким непрерывным интервалом длин волн, а оценку усадки производят посредством спектрофотометрирования восстановленного излучения (1)

Недостатками такого способа являются значительная длительность процесса измерения усадки, его большая трудоемкость и сложность требуемого измерительного устройства.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является голографический .способ измерения усадки высокоразрешающих фотослоев, включающий запись контрольной голог.раммы во встречных пучках на испытуемом фотослое и оценку усадки по восстановленному иэображению. При этом запись контрольной голограммы производят при монохроматичвском лазерном освещении с длиной волны 3о, 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

Ло. Эту оценку в зависимости от требуемой точности измерения усадки осуществляют либо визуально, либо посредством микрофотометрирования спектрограммы Ф f23 °

989532

Вследствие того„ что в укаэанном способе для измерения усадки используется голограмма, записанная в мо нохроматическом свете, возникает необходимость на этапе восстановления голограммы и оценки усадки иа- 5 пользовать довольно сложное устройство, включающее осветительную систему для восстановления голограммы, уэвл . крепления голограммы с юстировочным приспособлением и снвктрограф. Юсти- о ровка осветительной системы и контрольной голограммы, экспонирование спектрограммы и ее последующая хими1ко-фотографическая обработка занимают значительное время.A если для увеличения точности измерений спектрог грамму микрофотометрируют, то это время еще более возрастает. Таким об-, разом, недостатками укаэанного cIIocOба измерения усадки высокоразрешающих фотоэмульсионных слоев являются значительная длительность процесса измерения усадки, его большая трудоемкость и сложность необходимо при этом измерительного устройства.

Целью изобретения является ускоре->5 ние процесса измерения усадки высокоразрешающих фотозмульсионных слоев при одновременном уменьшении вго трудоемкости, Поставленная цель достигается ЗО тем, что согласно способу, включающему запись контрольной голограммы во встречных пучках на испытуемом фотослое и оценку усадки по восстановленному изображению, перед записью конт-35 ральной голограммы излучение источника света с широким непрерывным интервалом длин волн, включающим длину волны Ло, на которой оценивают усадку, раскладывают в спектр, строят 4Q два зеркально-симметричных иэображения спектра и излучение одинаковых спектральных составляющих этих изображений пространственно совмещают во встречных пучках, запись контрольной 45 голограммы осуществляют путем фоторегистрации образовавшейся)картины стоячих волн,восстанавливают голог рамму.монохроматичвским светом с длиной волны it,à усадку оценивают путем ° О 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 усад- киу на фиг.3 — - принцип работы контрольной голограммы в качестве визуального индикатора усадки.

Устройство для записи контрольной голограммы содержит протяженный ис- 60 точник белого света 1, лазер 2, кон" двксатор 3, спвктрограф ао входной щелью 4, объективами входного и выходногв коллиматоров 5 и б и дисперги« рующим элементом 7..Вблизи плоскос- 65 ти 8 локализации спектра рааположено зеркало 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 помощью конценаора 3. Холлимированный пучок белого света, выходящий из объектива 5, направляют на диспергирующий элемент 7, который разлагает излучение в спектр, а изображение спектра с помощью объектива б строят в плоскости 8. Зеркало 9, расположенное, в непосредственной блиости от плоскости 8, юстируют так, тобы все пространственные и спектральные моды отраженного излучения совмещались с соответствующими модами падающего на зеркало излучения. В результате вблизи зеркала 9 возникает картине стоячих волн, пространственная частота которых непрерывно уменьшается от длинноволнового участка спектра к коротковолновому, Фотоэмульсионный слой

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

1 Л вЂ” -Т

4Я 6Л для любого участка регистрируемого изображения спектра, где — оптическая толщина фотослоя для излучения с длиной волны Л; а Л вЂ” спектральный диапазон, раз решаемый спектрографом, со средней длиной волны Я .

Одновременно с контрольной голограммой 13. на фотопластинке 10 фотографически регистрируют иэображение 14 реперной спектральной линии Лц, даваемой лазером 2, излучение 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

1О, на.которой . зарегистрирована контрольная голограмма 13 и фотографическое изображение 14 реперной линии,для увеличения точности оценки усадкй на фотопластинку 10 рядом с контрольной голограммой 13 наклеивают шкалу 15 усадки, отградуированную, например, в процентах. При этом нулевой штрих шкалы 15 совмещают с изображением 14 реперной линии (см. фиг.2). Врсстановление контрольной голограммы 13 производят монохрома989532

-тическим светом с длиной волны Л„ с помощью лазера 2 и цилиндрической лйнэы 16, расширяющей лазерный луч.

Наблюдатель 17 видит приэтом восстановленное иэображение 18 З виде горизонтального штриха, с помощью ко- 5 торого и производят оценку усадки поl делениям шкалы 15."Диаграмма на фиг,3 поясняет принцип работы контрольной голограммы в качестве визуального индикатора усадки, где Л вЂ” длина волны, 10 на которой производят запись в соответствующем горизонтальном сечении голограммы 13; aT — приращение оптической толщины фотослоя с зарегистрированной на нем голограммой (усадка или набухание). На фиг.За, б, в изображено ориентированное вертикально относительно голограммы 13 поперечное сечение фотослоя 11 при различных значениях aT. Позицией 19 обозначены се- 20 чения поверхностей слоистой структуры, образовавшейся в результате записи контрольной голограммы. 1Ilar этой слоистой структуры в каждом сечении голограммы пропорционален длине волны излучения, освещавшего данный участок . голограммы при записи.

Пусть измерение усадки дТ производят при 30=514,5 нм и t0 — шаг слоистой структуры, соответствующий Л,.

Тогда в случае, когда усадка и набуХание отсутствуют (фиг.За),.восстановленный светящийся. штрих 18 будет совмещен с нулевой отметкой шкалы усадки (дТ= О). В случае, когда произошла усадка фотослоя (фиг.Зб), зо- З5 на голограммы, соответствующая шагу сместится в длиноволновую область голограммы, соответствующую отрицательным значениям aT, а в случае, когда произошло набухание фотослоя 40 (фиг.Зв) — положительным значениям с1Т.

Предлагаемый способ измерения усадки и набухания высокоразрешающих фотозмульсионных слоев обеспечивает 45 по сравнению с известными следующие преимущества:. ускорение процесса иэмеренияу снижение трудоемкости этого процесса; упрощение измерительного устройства и удешевление способа.

При этом предлагаемый способ позволяет производить измерение усадки и иабухания в реальном времени, что может оказаться полезным, например, при исследовании свойств вновь раз- 55 рабатываемых галоидосеребрянных слоев и слоев на основе бихромированной желатины. Вследствие использования контрольной голограммы, записанной при освещении- излучением с широким непрерывным интервалом длин волн, отпадает необходимость применять сложное измерительное устройство при оценке усадки. При этом трудоемкость операции записи контрольной голограммы сравнима с трудоемкостью этой операции по известным способам, а опера- . ция оценки усадки аущеаУввнно упрощаетая и ускоряется, так как -сводится к визуальной индикации, не требующей специальных навыков квалификации. Это делает перспективным при« менение предлагаемого способа при массовом производстве, например, цветных художественных голограмм, а также при мелкосерийном изготовлении голографических копий редких щ>оиз" ведений искусства для демонстрации в музейных условиях. При этом на фотопластинке 10 размещают две голограимы: на ее основной части располагают художественную цветную гологр мюу

20 (см. фиг.2), а на краю фотоплас:тинки 10 оставляют свободное поле в виде уэкбй полоски, куда одновременно с основной впечатывают контрольную голограмму 13. Потребитело для оперативного контроля усадки не требуется никаких приборов, кроме портативного лазера непрерывного действия мощностью менее 1 мВт.

Формула изобретения

Голографический способ измерения усадки высокоразрешающих фотоэмульаионсионных слоев, включающий запись контрольной голограммы во встречных пуч- "

Ках на испытуемом фотослое и оценку усадки по восстановленному иэображению, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса измерения при одновременном уменьшении

его трудоемкости, перед записью конт-.. рольной голограммы излучение источника света с широким непрерывным ийтервалом длин волн, включающим длину волны Хо, на которой оценивают ycagку, раскладывают.в спектр, строят два зеркально-симметричных иэображения спектра и излучение одинаковых спектральных составляющих этих изображений пространственно совмещают во встречных пучках, запись контроль ной голограммы осуществляют путем фоторегистрации образовавшейся картины стоячих волн, восстанавливают голограмму монохроматическим светом с длиной волны Q, а усадку оценивают путем визуальной индикации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Дэюбенко М.И. и др. Исследование параметров трехмерных голограюа. на высокоразрешающих эмульсиях. Оптика и спектроскопия. Т. 38, вып. 4, 1975, с. 757-760.

2. Денисюк 10.Н. и др. Приставка к спектрографу для измерения дифракционной эффективности трехмерных голограмм. Оптико-механическая промышленность, 1970, 9 2, с. 29-31 (прототип).