用调制度评价卤化银乳胶全息记录材料的特性

    1 引言

    为了更全面、更透彻地了解卤化银乳胶对于拍摄透射型全息图的性能,我们通过测定位相调制度来评价乳胶的特性。对几种不同的全息干版,以不同曝光量、光束比和曝光时间记录光栅,经不同化学处理后,比较曝光量与光密度、位相调制度和衍射效率之间的关系。试验表明:位相调制度和衍射效率之间存在着很好的对应关系。位相调制度随曝光量的增大而增大,但它的增大是有一定限度的。对于相同的记录材料,不同的化学处理方法有着不同的位相调制度的极限值。有的记录材料,位相调制度达到最佳值时衍射效率仍然较低,仅凭衍射效率很难对其特性作出评价,这时可配合位相调制度的测量来选择合适的记录材料和化学处理方法。试验还表明:预曝光或后曝光对卤化银乳胶的光密度有显著影响,而对位相调制度与曝光量的关系影响并不大。这时,用光密度试验很难获得制作相位全息图的最佳参数,而采用位相调制度试验,仍能获得制作相位全息图的最佳参数。因此,采用位相调制度来评价卤化银全息记录材料的特性是一种很实用的方法。

    2 实验安排和理论依据

    试验通过拍摄光栅进行。两束波长为633nm的准直激光,光束A正入射在干版上,光束B则与干版的法线方向成夹角H0=45b,光束比为1B1。设两束光的复振幅分别为

uA= Aoexp〔j<A〕,uB= Boexp〔j<B〕(1)

    这时它们所记录的位相型,薄全息光栅的复振幅透射率为〔1,2,4〕

    式中,Eo=(|Ao|2+|Bo|2)t为平均曝光量,t为曝光时间,V为条纹可见度,C是曝光量常数,A=CEoVcosH为位相调制度〔1,2〕,M是记录材料的调制传递函数,它与空间频率有关〔4〕。当以光束B照明全息光栅时,零级和一级衍射光的复振幅分布为

    零级衍射光强Io与一级衍射光强I1之比B.为

    根据文献〔2〕,测出I0,I1,算出比值B.,就可以从(4)式和文献〔2〕中的表1来判断位相调制度A的取值。一级衍射效率为

    T=|K|2=b2t为全息光栅的强度透射系数。G1可以通过测量I1和入射光束的光强B20的值而得到。于是,应用(5)式便可获T之值。实验表明,在一般情况下T是不可忽略不计的。

    3 光密度D、衍射效率G、位相调制度A和曝光量的关系

    我们分别用天津感光胶片厂生产的Ñ型和Ò型全息干版、上海康联公司生产的全息干版以及AG-A8E75全息干版进行实验。为便于比较,对几种全息干版都分别用D19、CWC2和GP62三种显影液显影,定影和漂白均分别用F5及铁氰化钾-溴化钾。图1给出了采用D19显影的三次较为典型的实验的结果。可以看到:位相调制度与曝光量的关系(A-E曲线)和衍射效率与曝光量的关系(G-E曲线)有着很好的对应关系。而在曝光量比较大的实验点,光密度已经饱和。从图中还可看出SH版的最大位相调制度已达到114,但对应的衍射效率只达到20%,说明这种版不适宜用这种化学方法处理。根据式(2),位相调制度的值应随曝光量的增大而线性增加。实验表明这一规律在一定范围内是基本正确的。但当曝光量超过某一定值后它却随曝光量的增大而减小,与此对应的衍射效率也随之减小。经仔细分析,并在较小参物光夹角下,考察了二级衍射的结果,证明曝光量增大到某一定值后衍射效率随曝光量的增大而减小的现象,不是由于位相调制度之值过于大而导致贝塞尔函数J1(A)之值降低,而是由于位相调制度减小引起的。