Страница:
киносъёмка,
аэрофотосъёмка,
космическая съёмкаи др.), замена AgHal-CЧС пока неосуществима.
До 1950-х гг. AgHal-CЧС были практически единственным видом промышленно выпускавшихся СЧС; масштабы применения остальных СЧС, таких, как ферро-, диазо- и цианотипные (на основе соответственно диазония солей и соединений трёхвалентного железа) для копировальных работ и светозадубливаемые (с соединениями шестивалентного хрома, т. н. пигментная бумага ) для полиграфии, были совершенно несоизмеримы с объёмом использования AgHal-CЧС. Лишь с 1950-х гг. начались в широких масштабах разработка, применение и промышленный выпуск несеребряных СЧС. Однако в те же годы стали значительно расширяться и применения Ф., так что новые СЧС с самого начала использовались почти исключительно во вновь возникших областях применения Ф., а производство AgHal-CЧС продолжало расширяться в соответствии с продолжавшимся расширением традиционных применений Ф. Лишь в одной из традиционных областей несеребряные СЧС оказались более или менее полноценными заменителями AgHal-CЧС: в массовой печати кинофильмов. Для черно-белых фильмов нашёл применение т. н. везикулярный процесс, в котором изображение создаётся светорассеивающими пузырьками газообразного азота, выделяющегося в полимерной плёнке при фотохимическом разложении введённого в неё светочувствительного диазосоединения.Хотя чувствительность везикулярных СЧС низка, их использование позволяет реально сократить расход AgHal-CЧС в кинематографии. При печати цветных фильмов стали использовать др. несеребряный процесс – гидротипию,в которой различия подействовавшей экспозиции передаются различиями высоты задубленного желатинового рельефа на специальных СЧС. Рельеф затем окрашивают и применяют как матрицу для печати цветоделённого (см. Цветоделение ) изображения на несветочувствительном приёмном слое (бланк-фильме).
Из новых областей применения Ф., в которых используют несеребряные СЧС, раньше других сформировалась как самостоятельная область т. н. репрография, объединяющая «малую» полиграфию, т. е. копирование и размножение печатных, графических и машинописных материалов (текстов, документов, чертежей и т.п.), с микрофильмированием и микрокопированием таких же материалов для архивных целей (т. е. воспроизведением их с большим уменьшением для хранения в компактной форме). Репрография прочно заняла первое место в Ф. по использованию несеребряных СЧС. Из процессов репрографии наибольшее распространение получила электрофотография,где в качестве СЧС используют слои аморфного селена или слои ZnO с полимерным связующим, а в последнее время также слои органического полупроводника поли-N-винилкарбазола. Электрофотография применяется исключительно при копировально-множительных работах, и на её долю приходится до 80% общего объёма таких работ. Наряду с ней определённое место в копировально-множительной технике занимают др. несеребряные процессы: термография, диазотипия(на СЧС, содержащих диазосоединения), упомянутый выше везикулярный процесс, в котором также используется светочувствительность диазосоединений, диффузионные процессы с переносом красителя. Пока масштабы архивного микрорепродуцирования были сравнительно скромными, основную роль в микрофильмировании и микрокопировании играли высокоразрешающие AgHal-CЧС. В 70-е гг. 20 в. одновременно происходят и бурный рост микрорепродуцирования, и постепенное вытеснение из этой области AgHal-CЧС диазотипными, везикулярными и т. н. фотохромными СЧС (см. Фотохромные материалы ) ,сдерживаемое пока низким уровнем чувствительности перечисленных несеребряных СЧС.
Др. новая область применения, основанная исключительно на несеребряных материалах и процессах, связана с использованием Ф. совместно с электроннолучевыми приборами,прежде всего в телевидении. Здесь изображение регистрируется не как целое, а как последовательность сигналов, полученных при поэлементном разложении изображения. Основным видом материалов для записи таких сигналов являются деформируемые полимерные слои, на которых записывающий электронный или световой пучок создаёт или изменяет поверхностное распределение зарядов. При последующем размягчении полимера нагреванием возникшие при облучении электростатические силы деформируют его поверхность в соответствии с распределением потенциала на ней и т. о. создают рельеф. Этот рельеф, модулирующий слой по толщине, и есть запись изображения. Процессы, используемые для получения такой записи, как и форма самой записи (канавки, лунки, беспорядочные структуры типа «изморози»), весьма разнообразны (см., например, Термопластическая запись , Фазовая рельефография ) .Начинают применяться двухслойные системы из деформируемого слоя и фотопроводника (см. Фотопроводимость ) ,что позволяет сочетать запись по методу фазовой рельефографии с электрофотографической регистрацией. Считывание записанного изображения также ведётся в поэлементной последовательности, причём толщина рельефа записи служит модулятором считывающего светового пучка по фазе, т. е. этот вид Ф. относится к фазовой Ф.
Ещё одна новая область Ф. – фотолитография,возникшая в связи с развитием микроэлектроники.Здесь используются не только несеребряные СЧС – фоторезисты,но и AgHal-CЧС высокого разрешения, с помощью которых изготовляют фотошаблоны (через фотошаблоны затем экспонируют фоторезисты). В последней трети 20 в. и в этой области началась постепенная замена AgHal-CЧС высокоразрешающими несеребряными СЧС: предложены СЧС на основе солей палладия, подвергаемые физическому проявлению с отложением неблагородных металлов (меди, никеля), разработаны СЧС на основе напылённых слоев галогенидов свинца и таллия, окислов молибдена и др.
Быстрое развитие ИК-техники, в том числе появление разнообразных ИК-излучающих лазеров,поставило вопрос о расширении границ Ф. в длинноволновую сторону. Поскольку для AgHal-CЧС это исключено, то применения Ф. в этой области базируются исключительно на несеребряных СЧС и процессах. Один из методов Ф. в ИК-области спектра – эвапорография,в которой в качестве СЧС используют тонкие покрытия летучих веществ на ИК-поглощающих зачернённых подложках. Практически реализованы также такие СЧС, как слои холестерических жидкокристаллических (см. Жидкие кристаллы ) веществ и ферромагнитные плёнки с полосовой доменной структурой (см. Магнитная тонкая плёнка ) .Большими возможностями, ещё не полностью реализованными, располагает полупроводниковая Ф. на основе ИК-чувствительных узкозонных полупроводников, материалов с электронно-дырочными переходами и полупроводниковыми гетеропереходами.Для исключения действия рассеянного теплового излучения окружающих тел в таких фотоматериалах «выключают» чувствительность до начала и после окончания экспонирования: возникновение какой-либо записи вне этого временного интервала невозможно потому, что любая запись фотографической информации на этих материалах требует замкнутой электрической или электрохимической цепи, а замыкание цепи либо происходит с участием фотогенерированных носителей тока в полупроводниковом СЧС, либо осуществляется в необходимый момент человеком, производящим запись, синхронно с началом экспонирования (как и последующее размыкание цепи – синхронно с окончанием экспонирования).
Как метод записи оптической информации в двоичном коде (сигналы «да» и «нет») Ф. получила применение в устройствах оптической памяти ЭВМ. Здесь AgHal-CЧС не являются оптимальными ни для долговременной, ни особенно для оперативной памяти: их недостатки – ограниченная информационная ёмкость (плотность записи на единицу площади СЧС), медленность процесса обработки, задерживающая доступ к информации, невозможность стирания записанной информации после полной её обработки и повторного использования СЧС. Поэтому в устройствах памяти ЭВМ начали применяться фотохромные СЧС, при экспонировании обратимо изменяющие спектральную область поглощения, т. е. фотохимически окрашивающиеся. В качестве таких СЧС наиболее употребительны слои органических красителей класса спиропиранов, но началось использование и неорганических фотохромных СЧС из числа щёлочногалоидных солей (KCl и др.). Благодаря бесструктурности эти СЧС обладают чрезвычайно большой разрешающей способностью и, как следствие, большой информационной ёмкостью; малая длительность процесса фотохимического окрашивания обеспечивает требуемое быстродействие, а обратимость окрашивания позволяет путём термического или оптического воздействия стирать запись с достаточной скоростью и использовать после этого СЧС повторно.
Приведённые данные не исчерпывают ни имеющихся видов несеребряных СЧС и процессов на них, ни их применений, хотя дают некоторую общую картину того, как далеко отошла Ф. от своих первоначальных форм. Несмотря на столь быстрый рост числа видов и применений несеребряной Ф., научно-технической Ф. на основе AgHal-CЧС полностью сохраняет своё значение, а области её применения также непрерывно расширяются. Примерами таких областей служат исследования высокотемпературной плазмы,изучение движения тел со сверхзвуковыми скоростями в аэродинамике и баллистике,исследования ударных волн (в частности, при взрыве и детонации ) ,исследования планет (их поверхности, атмосферы, излучений) наземными приборами и с космических летательных аппаратов,исследования ядерных излучений и ядерных реакций,изучение технологических процессов и работы механизмов в химическом и механическом оборудовании и т.д. В большинстве случаев в этих исследованиях применяется динамическая Ф.: либо как получение серии последовательных изображений объекта, обычно через очень малые промежутки времени (вплоть до 10 -9 сек) ,либо в виде непрерывной записи изображения, получаемой с помощью развёртки оптической,в которой изменения почернения по длине плёнки содержат информацию о развитии процесса во времени. Значительное распространение получила и статическая Ф., в частности при исследовании биологических и геологических объектов; применительно к биологическим объектам используется также динамическая Ф., прежде всего в форме цейтраферной киносъёмки медленно протекающих изменений. В связи с задачами внеземного исследования астрофизических процессов резко расширилось применение Ф. для съёмки в далёкой УФ-области спектра, вплоть до границы с мягким рентгеновским излучением; поэтому потребовалось создание специальных СЧС, содержащих AgHal в качестве чувствительного элемента, но почти или полностью не содержащих желатины, поскольку она в этой части спектра целиком задерживает излучение. Полностью сохранила своё значение Ф. в таких традиционных для неё областях, как астрономия и астрофотометрия,причём для резкого повышения чувствительности к световым потокам от слабейших звёзд здесь получили распространение т. н. электронные камеры, сочетающие AgHal-CЧС с тем или иным электронным усилителем изображения, например электроннооптическим преобразователем.Фотографические методы используют в факсимильной связи и во множестве др. процессов в самых различных областях науки и техники (см. также Ослабление фотографическое, Фотографическая запись, Усиление фотографическое) .
Лит.:Раскин Н. М, Ж. Н. Ньепс, Л. Ж. М. Дагерр, В. Г. Ф. Талбот, Л., 1967; Миз К., Джеймс Т., Теория фотографического процесса, пер. с англ., Л., 1973; Шашлов Б. А., Теория фотографического процесса, М., 1971; Баршевский Б. У., Иванов Б. Т., Объёмная фотография, М., 1970; Слуцкин А. А., Щеберстов В. И., Копировальные процессы и материалы репрографии и малой полиграфии, М., 1971; Джакония В. Е., Запись телевизионных изображений, Л., 1973; Фотолитография и оптика, М. – Берлин, 1974; Дубовик А. С., Фотографическая регистрация быстропротекающих процессов, 2 изд., М., 1975; Федин Л. А., Барский И. Я., Микрофотография, Л., 1971; Вокулер Ж., Астрономическая фотография, пер. с англ., М., 1975.
А. Л. Картужанский.
До 1950-х гг. AgHal-CЧС были практически единственным видом промышленно выпускавшихся СЧС; масштабы применения остальных СЧС, таких, как ферро-, диазо- и цианотипные (на основе соответственно диазония солей и соединений трёхвалентного железа) для копировальных работ и светозадубливаемые (с соединениями шестивалентного хрома, т. н. пигментная бумага ) для полиграфии, были совершенно несоизмеримы с объёмом использования AgHal-CЧС. Лишь с 1950-х гг. начались в широких масштабах разработка, применение и промышленный выпуск несеребряных СЧС. Однако в те же годы стали значительно расширяться и применения Ф., так что новые СЧС с самого начала использовались почти исключительно во вновь возникших областях применения Ф., а производство AgHal-CЧС продолжало расширяться в соответствии с продолжавшимся расширением традиционных применений Ф. Лишь в одной из традиционных областей несеребряные СЧС оказались более или менее полноценными заменителями AgHal-CЧС: в массовой печати кинофильмов. Для черно-белых фильмов нашёл применение т. н. везикулярный процесс, в котором изображение создаётся светорассеивающими пузырьками газообразного азота, выделяющегося в полимерной плёнке при фотохимическом разложении введённого в неё светочувствительного диазосоединения.Хотя чувствительность везикулярных СЧС низка, их использование позволяет реально сократить расход AgHal-CЧС в кинематографии. При печати цветных фильмов стали использовать др. несеребряный процесс – гидротипию,в которой различия подействовавшей экспозиции передаются различиями высоты задубленного желатинового рельефа на специальных СЧС. Рельеф затем окрашивают и применяют как матрицу для печати цветоделённого (см. Цветоделение ) изображения на несветочувствительном приёмном слое (бланк-фильме).
Из новых областей применения Ф., в которых используют несеребряные СЧС, раньше других сформировалась как самостоятельная область т. н. репрография, объединяющая «малую» полиграфию, т. е. копирование и размножение печатных, графических и машинописных материалов (текстов, документов, чертежей и т.п.), с микрофильмированием и микрокопированием таких же материалов для архивных целей (т. е. воспроизведением их с большим уменьшением для хранения в компактной форме). Репрография прочно заняла первое место в Ф. по использованию несеребряных СЧС. Из процессов репрографии наибольшее распространение получила электрофотография,где в качестве СЧС используют слои аморфного селена или слои ZnO с полимерным связующим, а в последнее время также слои органического полупроводника поли-N-винилкарбазола. Электрофотография применяется исключительно при копировально-множительных работах, и на её долю приходится до 80% общего объёма таких работ. Наряду с ней определённое место в копировально-множительной технике занимают др. несеребряные процессы: термография, диазотипия(на СЧС, содержащих диазосоединения), упомянутый выше везикулярный процесс, в котором также используется светочувствительность диазосоединений, диффузионные процессы с переносом красителя. Пока масштабы архивного микрорепродуцирования были сравнительно скромными, основную роль в микрофильмировании и микрокопировании играли высокоразрешающие AgHal-CЧС. В 70-е гг. 20 в. одновременно происходят и бурный рост микрорепродуцирования, и постепенное вытеснение из этой области AgHal-CЧС диазотипными, везикулярными и т. н. фотохромными СЧС (см. Фотохромные материалы ) ,сдерживаемое пока низким уровнем чувствительности перечисленных несеребряных СЧС.
Др. новая область применения, основанная исключительно на несеребряных материалах и процессах, связана с использованием Ф. совместно с электроннолучевыми приборами,прежде всего в телевидении. Здесь изображение регистрируется не как целое, а как последовательность сигналов, полученных при поэлементном разложении изображения. Основным видом материалов для записи таких сигналов являются деформируемые полимерные слои, на которых записывающий электронный или световой пучок создаёт или изменяет поверхностное распределение зарядов. При последующем размягчении полимера нагреванием возникшие при облучении электростатические силы деформируют его поверхность в соответствии с распределением потенциала на ней и т. о. создают рельеф. Этот рельеф, модулирующий слой по толщине, и есть запись изображения. Процессы, используемые для получения такой записи, как и форма самой записи (канавки, лунки, беспорядочные структуры типа «изморози»), весьма разнообразны (см., например, Термопластическая запись , Фазовая рельефография ) .Начинают применяться двухслойные системы из деформируемого слоя и фотопроводника (см. Фотопроводимость ) ,что позволяет сочетать запись по методу фазовой рельефографии с электрофотографической регистрацией. Считывание записанного изображения также ведётся в поэлементной последовательности, причём толщина рельефа записи служит модулятором считывающего светового пучка по фазе, т. е. этот вид Ф. относится к фазовой Ф.
Ещё одна новая область Ф. – фотолитография,возникшая в связи с развитием микроэлектроники.Здесь используются не только несеребряные СЧС – фоторезисты,но и AgHal-CЧС высокого разрешения, с помощью которых изготовляют фотошаблоны (через фотошаблоны затем экспонируют фоторезисты). В последней трети 20 в. и в этой области началась постепенная замена AgHal-CЧС высокоразрешающими несеребряными СЧС: предложены СЧС на основе солей палладия, подвергаемые физическому проявлению с отложением неблагородных металлов (меди, никеля), разработаны СЧС на основе напылённых слоев галогенидов свинца и таллия, окислов молибдена и др.
Быстрое развитие ИК-техники, в том числе появление разнообразных ИК-излучающих лазеров,поставило вопрос о расширении границ Ф. в длинноволновую сторону. Поскольку для AgHal-CЧС это исключено, то применения Ф. в этой области базируются исключительно на несеребряных СЧС и процессах. Один из методов Ф. в ИК-области спектра – эвапорография,в которой в качестве СЧС используют тонкие покрытия летучих веществ на ИК-поглощающих зачернённых подложках. Практически реализованы также такие СЧС, как слои холестерических жидкокристаллических (см. Жидкие кристаллы ) веществ и ферромагнитные плёнки с полосовой доменной структурой (см. Магнитная тонкая плёнка ) .Большими возможностями, ещё не полностью реализованными, располагает полупроводниковая Ф. на основе ИК-чувствительных узкозонных полупроводников, материалов с электронно-дырочными переходами и полупроводниковыми гетеропереходами.Для исключения действия рассеянного теплового излучения окружающих тел в таких фотоматериалах «выключают» чувствительность до начала и после окончания экспонирования: возникновение какой-либо записи вне этого временного интервала невозможно потому, что любая запись фотографической информации на этих материалах требует замкнутой электрической или электрохимической цепи, а замыкание цепи либо происходит с участием фотогенерированных носителей тока в полупроводниковом СЧС, либо осуществляется в необходимый момент человеком, производящим запись, синхронно с началом экспонирования (как и последующее размыкание цепи – синхронно с окончанием экспонирования).
Как метод записи оптической информации в двоичном коде (сигналы «да» и «нет») Ф. получила применение в устройствах оптической памяти ЭВМ. Здесь AgHal-CЧС не являются оптимальными ни для долговременной, ни особенно для оперативной памяти: их недостатки – ограниченная информационная ёмкость (плотность записи на единицу площади СЧС), медленность процесса обработки, задерживающая доступ к информации, невозможность стирания записанной информации после полной её обработки и повторного использования СЧС. Поэтому в устройствах памяти ЭВМ начали применяться фотохромные СЧС, при экспонировании обратимо изменяющие спектральную область поглощения, т. е. фотохимически окрашивающиеся. В качестве таких СЧС наиболее употребительны слои органических красителей класса спиропиранов, но началось использование и неорганических фотохромных СЧС из числа щёлочногалоидных солей (KCl и др.). Благодаря бесструктурности эти СЧС обладают чрезвычайно большой разрешающей способностью и, как следствие, большой информационной ёмкостью; малая длительность процесса фотохимического окрашивания обеспечивает требуемое быстродействие, а обратимость окрашивания позволяет путём термического или оптического воздействия стирать запись с достаточной скоростью и использовать после этого СЧС повторно.
Приведённые данные не исчерпывают ни имеющихся видов несеребряных СЧС и процессов на них, ни их применений, хотя дают некоторую общую картину того, как далеко отошла Ф. от своих первоначальных форм. Несмотря на столь быстрый рост числа видов и применений несеребряной Ф., научно-технической Ф. на основе AgHal-CЧС полностью сохраняет своё значение, а области её применения также непрерывно расширяются. Примерами таких областей служат исследования высокотемпературной плазмы,изучение движения тел со сверхзвуковыми скоростями в аэродинамике и баллистике,исследования ударных волн (в частности, при взрыве и детонации ) ,исследования планет (их поверхности, атмосферы, излучений) наземными приборами и с космических летательных аппаратов,исследования ядерных излучений и ядерных реакций,изучение технологических процессов и работы механизмов в химическом и механическом оборудовании и т.д. В большинстве случаев в этих исследованиях применяется динамическая Ф.: либо как получение серии последовательных изображений объекта, обычно через очень малые промежутки времени (вплоть до 10 -9 сек) ,либо в виде непрерывной записи изображения, получаемой с помощью развёртки оптической,в которой изменения почернения по длине плёнки содержат информацию о развитии процесса во времени. Значительное распространение получила и статическая Ф., в частности при исследовании биологических и геологических объектов; применительно к биологическим объектам используется также динамическая Ф., прежде всего в форме цейтраферной киносъёмки медленно протекающих изменений. В связи с задачами внеземного исследования астрофизических процессов резко расширилось применение Ф. для съёмки в далёкой УФ-области спектра, вплоть до границы с мягким рентгеновским излучением; поэтому потребовалось создание специальных СЧС, содержащих AgHal в качестве чувствительного элемента, но почти или полностью не содержащих желатины, поскольку она в этой части спектра целиком задерживает излучение. Полностью сохранила своё значение Ф. в таких традиционных для неё областях, как астрономия и астрофотометрия,причём для резкого повышения чувствительности к световым потокам от слабейших звёзд здесь получили распространение т. н. электронные камеры, сочетающие AgHal-CЧС с тем или иным электронным усилителем изображения, например электроннооптическим преобразователем.Фотографические методы используют в факсимильной связи и во множестве др. процессов в самых различных областях науки и техники (см. также Ослабление фотографическое, Фотографическая запись, Усиление фотографическое) .
Лит.:Раскин Н. М, Ж. Н. Ньепс, Л. Ж. М. Дагерр, В. Г. Ф. Талбот, Л., 1967; Миз К., Джеймс Т., Теория фотографического процесса, пер. с англ., Л., 1973; Шашлов Б. А., Теория фотографического процесса, М., 1971; Баршевский Б. У., Иванов Б. Т., Объёмная фотография, М., 1970; Слуцкин А. А., Щеберстов В. И., Копировальные процессы и материалы репрографии и малой полиграфии, М., 1971; Джакония В. Е., Запись телевизионных изображений, Л., 1973; Фотолитография и оптика, М. – Берлин, 1974; Дубовик А. С., Фотографическая регистрация быстропротекающих процессов, 2 изд., М., 1975; Федин Л. А., Барский И. Я., Микрофотография, Л., 1971; Вокулер Ж., Астрономическая фотография, пер. с англ., М., 1975.
А. Л. Картужанский.