6.6 全息记录介质课件.ppt

全息记录介质 全息记录介质是记录光全息图的载体，因而要求记录材料有较高的分辨率，较强的衍射效率，较大的动态范围和较高的感光灵敏度。 目前用于全息记录的材料种类繁多： 卤化银乳胶 重铬酸明胶 光致抗蚀剂 光导热塑 光致变色材料 液晶 光致聚合物 光折变晶体 小杆细菌视紫红质（BR） 这里仅介绍具有代表性的六种材料 卤化银乳胶 胶片（或干板）的结构如下图示，卤化银乳胶均匀涂布在片基上，构成软片(醋酸盐、涤纶片)或干板（玻璃）。 记录的物理过程 曝光：卤化银盐在光的作用下先是分解再还原成单个金属银原子，以微粒的形式散布在乳胶内部，形成潜像。这样析出的银粒子密度很小，只是形成了进一步显影的中心 显影：还原剂作用下，显影中心周围的卤化银大量地被还原成金属银 定影：使未反应的卤化银晶粒溶于定影液中，保持影像的稳定性。 漂白：利用漂白剂的氧化作用，使底板上黑色的金属银变成近乎透明的卤化银盐，使全息图由振幅型转化为位相型，以提高衍射效率 卤化银乳胶的特性 几个物理量的定义： 曝光量E：定义为入射到感光表面上每单位面积的光能量，单位常用毫焦耳/厘米2（mJ/cm2）或微焦耳/厘米2（μJ/cm2） 入射光强度I ：定义为单位时间里通过单位面积的光能量，单位常用毫瓦/ 厘米2（mW/cm2）或 微瓦/厘米2（μW/cm2） 曝光时间T：定义为记录介质受光照射的时间，用分或秒为单位 上述三个物理量的关系为：E = I·T 透射率 ? ：定义为透射光强和入射光强之比，即强度透射率 ? = I透射 / I入射 光密度D也称黑度：定义为透射率倒数的对数： D = lg（1/?） 卤化银乳胶的感光特性 照片的光密度D与曝光量的对数lgE之间的关系曲线，简称H-D曲线 可大致分为五段：灰雾区；趾部；线性区；饱和区；过饱和区 照相多用线性区。设CD段的斜率为tg?，常用胶片的 ? 值表示之： ? = tg? ? 也常称为反差系数， ? 值越高 说明反差越大。? 值的大小除与 胶片型号有关外，还与曝光量 和显影条件有关。选择合适的参 数，可获得预期的 ? 值。 卤化银乳胶的分辨率和信噪比 分辨率：乳胶能记录的空间光强度变化的最小周期，单位通常用“线对/mm”。分辨率的高低取决于卤化银颗粒的大小外，还与曝光量和显影条件等有关。用稀释显影法可以提高乳化银乳胶的分辨率 信噪比 通常表示为“S/N”，S和N分别表示信号和噪声的光强度 形成噪声的因素很多：有光散射；显影液选择不当；显影速度过快；漂白处理不当 提高信噪比的途径：尽可能减小颗粒尺寸；选择适当的显影液和显影速度。 卤化银乳胶的常规处理方法 卤化银乳胶板曝光后的化学处理是很重要的环节，其过程为：显影—水洗—停显—定影—水洗—干燥。 （1）显影： D-19是最常用的高反差显影剂，显影时间2-5分钟。 D-76是一种低调显影剂，适用于曝光量范围很宽的傅里叶变换全息图。 （2）停显：一般用水冲洗即可达停显效果，但用停显液效果更好。 （3）定影：常规的定影液是F-5，时间在5分钟以上。 （4）水洗：目的是清除底片上的定影液和其他物质，必须充分清除。 （5）干燥：可用自然干燥，为缩短时间也可浸入无水乙醇后吹干。 （6）漂白：有时为了提高衍射效率，可将全息图进行漂白处理，使其转化为位相型。 还有一种方法是显影后先漂白后定影，有利于长期保存。 重铬酸盐明胶（DCG） 重铬酸盐明胶是一种很重要的全息记录材料，它几乎具有相位全息图的理想特性 可产生很大的折射率变化，衍射效率最高可达100%,分辨率可高达5000线对/mm以上，噪声低，再现像显得很“干净”? 重铬酸盐明胶的曝光机理十分复杂，处理过程与卤化银明胶不同， DCG的缺点:灵敏度低，稳定度差，在高温高湿度环境下容易消象。 在实际应用中需经封胶处理，才能长期保存。 光致抗蚀剂（Photoresist） 光致抗蚀剂能形成浮雕型相位全息图，通常用于全息压印复制工艺 光致抗蚀剂即光刻胶。其曝光机理是：曝光部分比未曝光部分溶解速率快200倍，置于稀碱溶液中显影曝光区便迅速溶解，使表面形成凹凸不平的浮雕状条纹 光刻胶对紫外光灵敏度较高，曝光时间可达秒量级，而对于全息照相常用的可见光波段，灵敏度要低得多。 常用的显影液是NaOH溶液，浓度取0.7-1.2%,显影温度控制在20+10C,显影时间在10秒以内为宜。光刻胶板在显影液中若浸泡时间过长，会使表面粗糙而影响表面质量；显影短则衍射效率低 光刻胶的分辨率较卤化银乳胶低，一般达1500线对/mm以上。 其它