Optical Research Group

Archiv novinek.
Archiv

Content



Záznamové materiály a jejich zpracování

Záznamový materiál pro holografii musí splňovat několik základních podmínek. Principiálně je možné použít materiály na bázi fotografických halogenostříbrných emulzí, které ale musí poskytovat mnohem vyšší rozlišení, než bylo potřeba pro fotografii. Dalším problémem je absorbce energie v důsledku tzv. amplitudového záznamu, která v praxi vede k neschopnosti pozorovat rekonstrukci v důsledku nízké účinnosti celého procesu. Proto se v holografii orientujeme zejména na záznam čistě fázový, kde dochází pouze k minimálním energetickým ztrátám.

Halogenostrřibrné materiály jsou tvořeny vrstvou emulze nanesené na vhodné podložce (sklo). Emulze samotná je tvořena přírodní želatinou o tloušťce ~ 10 mikrometrů, ve které jsou rozptýlena zrna halogenidu stříbra AgX, nejčastěji AgBr (obrázek 1).

 

ooo1.png
Obrázek 1: Záznamový materiál na bázi halogenostříbrné emulze.

 

Při expozici dojde v důsledku absorpce fotonu na zrně AgX ke vzniku zárodků atomárního stříbra. Pokud je takových zárodků několik, dojde ke vzniku víceatomárních molekul stříbra (stabilních), které tvoří tzv. latentní obraz (není viditelný, je zasažena pouze část zrna, ale je vyvolatelný). Při procesu vyvolání dochází ke konverzi zrn AgX na stříbro katalyzované přítomností stříbrných zárodků (latentního obrazu). Nezasažená zrna zůstanou nedotčena. Vzniká amplitudový záznam, médium zčerná (kovové stříbro je černé, způsobuje absorbci). Jak již bylo zmíněno, takový záznam způsobuje značnou absorpci, a proto se v dalším kroku konvertuje na záznam fázový. Při procesu bělení dochází za působení bělícího roztoku ke zpětné rehalogenizaci zrn kovového stříbra na AgX a tím ke zprůhlednění emulze. Protože zrna AgX vzniklá rehalogenizací mají jinou vnitřní konfiguraci a tím i jiný index lomu než zrna původní a během rehalogenizace dochází k migraci zrn do neexponovaných míst, vzniká fázový záznam (obrázek 2).

ooo2.png
Obrázek 2: Proces expozice, vyvolání a bělení halogenostříbrné emulze.
 

Důležitým parametrem záznamového materiálu je jeho citlivost (závislost odezvy materiálu na expoziční energii) a také spektrální oblast, kde je materiál schopen absorbce. Vlastní citlivost halogenidu má maximum v ultrafialové části spektra a ve viditelném pásmu je možné jej exponovat pouze v modré a modrozelené oblasti. Proto se využívá speciálních přímesí - senzibilátorů - které umí posunout maximum citlivosti materiálu do požadované spektrální oblasti a současně tuto citlivost ještě zvýšit. Například materiál AGFA Gevaert 8E75 má maximum citlivosti na vlnové délce 750 nm a je možné jej exponovat například červeným He-Ne laserem s vlnovou délkou 632.8nm. Obecně citlivost materiálu souvisí s velikostí zrna halogenidu (čím větší je zrno, tím větší je citlivost). Protože v porovnání s fotografickými emulzemi mají holografické emulze mnohem menší zrno (požadavek vysoké rozlišovací schopnosti), jsou také mnohem méně citlivé (až o 3 a více řádů v porovnání s běžným fotografickým filmem). Velikost zrna navíc ovlivňuje takzvaný šum materiálu, který je způsoben rozptylem světla na malých částicích. Na obrázku 3 jsou zachyceny snímky mikrostruktury hologramu realizovaného v halogenostříbrné emulzi zhotovené skenovacím elektronovým mikroskopem. Jednotlivá zrna tvořící periodickou strukturu hologramu jsou jasně viditelná.

AgX

AgX

Obrázek 3: Snímky mikrostruktury hologramu realizovaného v halogenostříbrné emulzi zhotovené skenovacím elektronovým mikroskopem.

 

Kromě hologenostříbrných emulzí existuje celá řada dalších záznamových materiálů. Většina z nich je fázového typu, přičemž fázové modulace je dosahováno objemovou modulací indexu lomu, podobně jako u halogenostříbrných materiálů (s výjimkou fotorezistů, kde vzniká prostorový reliéf). Obecně je možné říct, že všechny tyto materiály mají menší citlivost než halogenostříbrné emulze (až o několik řádů) a navíc často jejich pásmo citlivosti zasahuje pouze krátkovlnou část viditelného spektra (senzibilace na delší vlnovou délku není vždy možná). Naopak výhodou bývá nižší šum, vyšší účinnost, vyšší životnost a nižší výrobní náklady.