La primera parte trata sobre la holografía en general y los materiales de fotopolímeros.En un artículo anterior, hablamos sobre la holografía en general y un conjunto para los primeros pasos de Litiholo basado en materiales holográficos de fotopolímero. Ahora es el turno de lidiar con materiales fotográficos de
haluro de plata que tienen una sensibilidad significativamente mayor (lo que significa que hay menos problemas con el enemigo principal de la holografía: la vibración). Son comunes entre los
aficionados y los profesionales, se pueden hacer de forma independiente, su principal inconveniente es la necesidad de tratamiento químico, pero esto no es tan difícil, lo que se mostrará más adelante en el texto.
En la actualidad, tanto en el extranjero como en el territorio de la antigua URSS, se utilizan principalmente materiales fotográficos holográficos de plata halógena de dos fabricantes: el ruso JSC Slavich y el francés Ultimate Holography. Ambas organizaciones producen toda la gama de materiales fotográficos y reactivos químicos para su procesamiento, el más interesante para los aficionados (en la etapa inicial, hasta que se dominen los esquemas de copia y la holografía en color) materiales fotográficos monocromáticos sobre vidrio adecuados para el esquema de Denisyuk con radiación láser continua, este es PFG-03M Slavich y U08M en Ultimate Holography. Los primeros tienen un precio mucho más bajo, están bien estudiados y las composiciones de mezclas óptimas para el tratamiento químico son conocidos por ellos. Los segundos tienen las mejores características declaradas, sensibilización a diferentes longitudes de onda para elegir, el cambio de color programado de la imagen a una región de longitud de onda más corta, se almacenan mucho más tiempo (6-9 meses para PFG-03M y más de 5 años para U08M), pero se recomienda el procesamiento para ellos en desarrollador de marca y blanqueador, cuya composición no se anuncia. Sobre el PFG-03M nacional, la discusión irá más allá.
PFG-03M son placas holográficas de alta resolución diseñadas para grabar hologramas reflectantes, y también son muy adecuadas para hologramas de transmisión. Son una capa de gelatina de 7 μm de espesor que contiene cristales de haluro de plata, un tinte sensibilizante y otros aditivos en vidrio óptico de 2,65 mm de espesor. La eficiencia de difracción declarada no es inferior al 40%, la resolución no es inferior a 5000 líneas / mm, la sensibilidad holográfica a
633 nm no
es inferior a 2
mJ / cm
2 , la sensibilización espectral máxima es de 635 nm. Tienen una vida útil garantizada de 6-9 meses. Después de la expiración del período de almacenamiento, también se pueden usar, pero con el tiempo aumentan su sensibilidad, nivel de ruido, se oscurecen después de la manifestación en lugares
no expuestos y
comienza el proceso de
formación del
velo (comienza a lo largo de los bordes y avanza con el tiempo hacia el centro).
Por cierto, solo los materiales fotográficos de haluro de plata son adecuados para disparar por pulso debido a la misma alta sensibilidad. Por lo tanto, la sensibilidad holográfica de PFG-03M para un láser continuo de 633 nm no se estima en más de 2 mJ / cm
2 (en la práctica, a menudo incluso 0.5 mJ / cm
2 ), para el U08M 0.09-0.12 mJ / cm
2 declarado, para materiales fotográficos optimizados para disparos pulsados. La sensibilidad es aún mayor. Pero la sensibilidad de las placas de Litiholo se declara como 20 mJ / cm
2 para 635 nm, mientras que la
gelatina dicromada prácticamente no es sensible a la región roja del espectro, y la composición bastante compleja de
MBDCG requiere aproximadamente 50 mJ / cm
2 .
Se decidió no utilizar lo que se incluye en el kit de Litiholo, sino hacer todo desde cero, con un nuevo láser y buena resistencia a las vibraciones.
Entonces, las etapas de fabricación de un holograma de haluro de plata:
- Si quieres hacerlo en serio, debes comenzar con una mesa óptica, que será el clásico sandbox en una cámara de goma.
Existen otras configuraciones que se pueden leer en fuentes literarias y en sitios especializados (consulte la lista de fuentes en el artículo anterior ), la mayoría de ellas se basan en el principio del aislamiento de las vibraciones provenientes del piso (cámara) y la absorción de vibraciones intrínsecas de los elementos del circuito óptico ( arena). Este diseño es uno de los más simples adecuados para un área de trabajo pequeña. En una mesa estable ubicada lejos de ventanas, sistemas de calefacción y otras corrientes de aire, y creando objetos que vibran, se coloca una cámara de goma ligeramente inflada desde una pequeña rueda (de unos 30 cm de diámetro), sobre ella hay una caja (tengo un cartón, pero mejor por algo más denso) en el que se vierten 10-15 kg de arena de cuarzo fino seco puro (por ejemplo, para acuarios). El esquema óptico se ensambla directamente en la superficie de la arena, con la ayuda de la arena también es conveniente fijar los elementos del esquema cavando en él. Es importante que la arena esté seca y no se adhiera a lo que se instalará en ella, también es importante asegurarse de que la arena no entre en la óptica, el cuarzo raya fácilmente el vidrio. Un láser, si es de baja potencia (<5 mW), se puede fijar en una pinza para la ropa, que se puede pegar en un vaso con la misma arena.
- Como láser, utilizamos un módulo láser comprado en Aliexpress con una potencia declarada de 5 mW, una longitud de onda de 650 nm y una potencia de 3 V (consulta de búsqueda "Módulo láser de 4 mm 650nm 5mw"), puede haber grandes diferencias entre los módulos de copia a copia, por lo tanto, vale la pena comprar varios diferentes módulos láser y elija entre ellos aquellos que mostrarán la mayor longitud de coherencia y estabilidad a la máxima potencia (ver artículo anterior ). Debe elegir módulos con la carcasa más masiva, con elementos activos en la placa y un diodo de carcasa láser, idealmente si hay una resistencia variable en la placa para una configuración de corriente precisa. La energía debe ser suministrada por baterías o acumuladores que puedan alimentar el láser durante varias horas sin una caída de voltaje notable. Se retira una lente del propio módulo para producir un haz divergente.
- También se necesita un medidor de potencia de radiación láser, que será necesario para calcular la exposición óptima y controlar la uniformidad de la iluminación, que no debe diferir en más del 30% en el centro y en la periferia del material fotográfico. En el caso más simple, puede usar un fotodiodo de silicio de gran área con un microamperímetro, por ejemplo, FD-7k, o un fotodiodo con un amplificador incorporado como OPT101 y un voltímetro. Para ellos, puede encontrar gráficos mediante los cuales puede determinar los factores de iluminación y conversión para diferentes longitudes de onda. Pero es mejor comprar un medidor de potencia calibrado especial para láseres, por ejemplo, Coherent Laser Check (más costoso y raro), Sanwa LP1 (más barato y extendido).
- También debe cuidar la iluminación no actínica (que no afectará notablemente el material fotográfico no desarrollado), afortunadamente, la sensibilidad de los materiales fotográficos holográficos es mucho menor que la de los materiales fotográficos clásicos, por lo que una pequeña cantidad de luz de una farola que cae a través de las cortinas de las ventanas no es particularmente dolerá, y durante el procedimiento de tratamiento químico es muy posible hacerlo con una iluminación tan sombría. Pero al instalar una placa fotográfica y otros elementos relacionados del circuito, es bueno tener un nivel de iluminación suficiente, el LED azul del conjunto Litiholo no es adecuado, el PFG-03M tiene una sensibilidad notable en el área azul, necesita iluminación verde, cuanto más cerca de 500 nm, mejor. Puede elegir el LED apropiado, será incluso mejor que la lámpara con un filtro recomendado en algunas fuentes, el brillo de la iluminación debe proporcionarse lo mínimo necesario, cuando no es necesario apagar la iluminación. Utilicé una lámpara LED "inteligente", eligiendo el tono más adecuado y configurando el brillo mínimo.
- Los materiales fotográficos de haluro de plata, como se mencionó anteriormente, requieren tratamiento químico. Durante el cual la imagen latente formada durante la exposición (cristales de haluro de plata, irradiados con luz, en los que aparecieron puntos de plata metálica libre) se amplifica muchas veces y se obtiene una imagen ya visible, ya que el desarrollador restaura principalmente los cristales de haluro con dicha plata metálica a metálica puntos Para PFG-03M, el fabricante recomienda el llamado. desarrollador físico GP-3 . También puede probar con otro desarrollador físico que contenga menos compuestos cáusticos y tóxicos y no emita amoníaco OD-1 . Los desarrolladores físicos, a diferencia de los químicos utilizados en la fotografía clásica, forman partículas completamente diferentes de plata metálica en carácter y forma, que son necesarias para la formación de un patrón de interferencia, y los propios hologramas se denominan así. fase de amplitud Los desarrolladores físicos contienen componentes especiales que disuelven los gránulos no expuestos de haluros de plata, seguidos de la deposición de metal plateado en el material exportado, es decir. casi toda la plata del material fotográfico permanece en él, y se forman partículas esféricas de plata, que reflejan la luz y no son filiformes, y absorben. Una alternativa recomendada por algunos autores y rechazada por otros (recuerdo que estamos hablando solo de PFG-03M) es el proceso de desarrollo de desarrolladores químicos con blanqueo posterior, estos son los kits JD-4 y SM-6 + PBU-Amidol. Debido al proceso de blanqueo, la plata metálica se convierte de nuevo en cristales de haluro de plata que tienen un índice de refracción diferente de la gelatina, llamada hologramas de fase con una eficiencia de difracción teóricamente significativamente mayor y, por lo tanto, brillo. Sin embargo, las placas fotográficas PFG-03M no están diseñadas para blanquear, tienen relativamente poca plata (1.6 g / m 2 , mientras que para PFG-01 diseñado para blanquear, 3.3 g / m 2 ), y los hologramas obtenidos después del blanqueo no deben ser notablemente más brillante. Utilicé el desarrollador GP-3 recomendado por el fabricante de un conjunto de compuestos químicos listos para usar.
Para su fabricación (para 1 litro de solución) necesitará:
0,2 g de metilfenidona ;
5 g de hidroquinona ;
100 g de sulfito de sodio anhidro (no debe confundirse con sulfuro d om!);
25 g de hidróxido de sodio (sosa cáustica, sosa cáustica);
45 g de tiocianato de amonio (tiocianato de amonio).
Los reactivos se pueden comprar en muchas tiendas de reactivos químicos, o en el mismo lugar que las placas fotográficas. Si la solución no se elaborará con un conjunto listo para usar, entonces, además del agua destilada y algunos platos, también se necesitarán escamas, para esto, las escalas de joyería chinas comunes son muy adecuadas para una precisión de 0.01 g.
Para preparar la solución, necesitará dos vasos químicos (o algo similar, hay mucho espacio para la imaginación), vierta aproximadamente 400 ml de agua en cada uno (no puede medir el agua con tazas de medir, solo péselo, será aún más preciso), se debe usar agua destilada; se vende en concesionarios de automóviles. También vale la pena ponerse gafas y guantes de seguridad, todos los utensilios deben ser de vidrio y la cuchara para mezclar vidrio o plástico. Agregue lentamente hidróxido de sodio en el primer vaso con agitación vigorosa, la solución se calienta notablemente, luego metilfenidona. En el segundo vaso, primero disolvemos aproximadamente 10 g de sulfito de sodio, y luego toda la hidroquinona, después de disolver agregamos el sulfito de sodio restante, y después todo el tiocianato de amonio. Después de disolver el tiocianato de amonio, las soluciones se vierten juntas y el volumen se ajusta a 1 litro con agua. Luego filtramos la solución a través de un trozo de algodón, lo colocamos en un embudo y lo dejamos reposar durante 2 horas. El revelador resultante debe almacenarse en el refrigerador, es adecuado para su uso hasta que se vuelva amarillo (un mes o más). Es muy importante observar esta receta, de lo contrario, el precipitado puede precipitar y el desarrollador se echará a perder.
La solución resultante es un concentrado, y una solución de trabajo se prepara inmediatamente antes de su uso en una proporción de 15 ml de concentrado y 400 ml de agua. Por lo tanto, si no planea producir muchos hologramas a la vez, puede dividir las cantidades de todos los reactivos en dos y preparar 500 ml de la solución principal, de la que puede obtener hasta 13 l de la solución de trabajo del desarrollador.
En caso de no uso del procedimiento de blanqueo después del desarrollo, se recomienda realizar un procedimiento de fijación, durante el cual se eliminarán los gránulos de haluro de plata que quedan en la emulsión. Cualquier fijador fotográfico de tiosulfato (fijador) es adecuado para esto, por ejemplo, solo 150 g de hidrato cristalino de tiosulfato de sodio (hiposulfito de sodio, sulfato de sodio) por 1 litro de agua destilada, después de mezclar, deje reposar la solución durante 2 horas. En presencia de sedimentos, turbidez o escamas, la solución resultante puede filtrarse periódicamente a través de un trozo de algodón insertado en el embudo y almacenarse a temperatura ambiente durante mucho tiempo, la solución utilizada puede devolverse al tanque al resto, se agota extremadamente lentamente. - Por lo tanto, los reactivos están preparados, aún necesita los baños para el tratamiento químico, las succiones del supermercado son adecuadas para esto. Naturalmente, todos los utensilios en contacto con productos químicos no deben usarse para comida o bebida.
El siguiente paso será el montaje del circuito óptico :
Para pasar hologramas:
Para hologramas reflectantes:
El rayo láser debe incidir en la placa fotográfica en un ángulo cercano al ángulo de Brewster para este tipo de material, para el vidrio es de aproximadamente 56 °, en la práctica, para la conveniencia de la iluminación, este ángulo es de aproximadamente 45 °. Esto se hace para minimizar los reflejos internos en la placa fotográfica, que pueden estropear la imagen, causando tiras similares a un corte de madera, mientras que el haz de luz en sí debe estar polarizado y orientado correctamente, la orientación correcta se puede determinar girando el láser alrededor de su eje y observando el reflejo del vidrio, Se necesita una reflexión mínima. También es absolutamente necesario cerrar los extremos de la placa fotográfica en la que entra la luz láser con un material opaco, de lo contrario, la imagen tendrá defectos en forma de rayas horizontales, como en la foto a continuación.
A continuación, debe determinar el tiempo de exposición óptimo, para esto deberá usar varias placas fotográficas. Para comenzar, para el circuito seleccionado, determinamos la iluminación en la superficie de la placa fotográfica, instalando el elemento fotosensible en lugar de la placa, y cualquier iluminación debe apagarse. Para esto utilicé Sanwa LP1 con un diámetro del sensor de 0.9 cm, la potencia era de 39.9 μW (no debe olvidarse de los factores de corrección dependiendo de la longitud de onda). El área del círculo se calcula mediante la fórmula π * d 2/4, que será 3.14 * 0.92 / 4 = 0.64 cm 2 , y la iluminación será igual a 39.9 / 0.64 = 62.3 μW / cm 2 . Habiendo aceptado la sensibilidad de PFG-03M como 500 μJ / cm 2 , la exposición requerida será 500 / 62.3 = 8 s. La exposición óptima real se debe encontrar experimentalmente, para esto es necesario hacer varios hologramas con diferentes exposiciones, comenzando desde la teórica, por ejemplo 5, 10, 15, 20 s, al encontrar la región más brillante, puede realizar un ciclo con menos discreción, por ejemplo, tan pronto como 1 s. También es importante recordar que la exposición inadecuada afecta el brillo de la imagen en un grado mucho menor que la exposición excesiva. Para determinar la exposición óptima, no es necesario usar una placa para cada período de tiempo, se pueden cortar o simplemente cortar el haz de luz del láser con un material opaco y abrirlo gradualmente, lo principal es no tocar la mesa óptica y los elementos del circuito. Obtuve los hologramas más brillantes con una exposición de 15 s, lo que significa que la sensibilidad holográfica de mis placas es de aproximadamente 1 mJ / cm 2 .
La sensibilidad puede variar de un lote a otro y variar notablemente durante el almacenamiento, por lo que este procedimiento debe realizarse para todos los nuevos materiales fotográficos y después de varios meses de almacenamiento. Y el tiempo de exposición debe contarse con cualquier cambio en el esquema óptico.
Luego, la exposición se lleva a cabo de manera similar con placas de fotopolímero, recolectamos el esquema óptico, calientamos el láser, bloqueamos el haz, instalamos la placa fotográfica (con una emulsión para objetos), apagamos la iluminación, damos tiempo de estabilización, realizamos la exposición en el momento adecuado, cerramos el haz nuevamente y enviamos la placa al químico procesamiento. Para determinar en qué lado de la placa está la emulsión, debe respirar sobre ella, el lado con la emulsión no se empaña, pero tocar la emulsión está estrictamente prohibido, está ligeramente hundido (muy suave) y se dañará irremediablemente al tocarlo. Esta es una de las razones por las que es mejor trabajar con guantes, otras razones son el uso de soluciones químicas tóxicas y corrosivas y los bordes afilados de las placas fotográficas. El trabajo adicional es mejor en la oscuridad o con poca luz verde, que también es mejor cuando no es necesario.
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Como de costumbre, cualquier pregunta, sugerencia y comentario son bienvenidos.