Insttut Fizki Uniwerstet Mikołaja Kopernika Piotr Targowski, Bernard Ziętek i Paweł Trędowski Pracownia Optoelektroniki Specjalność: Fizka Medczna HOLOGRAFIA OPTYCZNA Zadanie IX Zakład Optoelektroniki Toruń 2002
I. Cel zadania Celem zadania jest zapoznanie studentów z podstawami techniki holograficznej II. Podstaw holografii optcznej Tradcjna fotografia pozwala na zapiswanie obrazów fotografowanch obiektów na materiale światłoczułm. W procesie tm na klisz rejestruje się jednie informacje o natężeniu promieniowania padającego na błonę fotograficzną..w rezultacie otrzmwane zdjęcia są dwuwmiarowe. Pełna informacja o obiekcie niesiona przez falę świetlną jest zawarta zarówno w amplitudzie, jaki i fazie promieniowania. Technika holograficzna pozwala na uniknięcie utrat informacji fazowej promieniowania docierającego do materiału światłoczułego. Odtwarzan obraz jest trójwmiarow. Nie tlko to różni holografię od tradcjnej fotografii; do wkonwania hologramów nie potrzeba wcale kamer cz soczewki, za to niezbędnm jest użcie do zapisu hologramów promieniowania o dużm stopniu spójności - promieniowania laserowego. Również do odtwarzania hologramów wkorzstwanch w zadaniu konieczne jest użcie światła emitowanego przez laser, (chociaż istnieją tzw. hologram odbiciowe, do rekonstrukcji, którch wstarcza światło zwkłej żarówki, a więc światło niespójne). II.A. Tworzenie i odtwarzanie hologramu jest procesem dwustopniowm: rejestracji i odtwarzania hologramu. W pierwszm przpadku dokonuje się rejestracji obrazu interferencjnego dwóch wzajemnie spójnch wiązek światła: wiązki odniesienia (referencjnej), która bezpośrednio pada na błonę światłoczułą oraz wiązki przedmiotowej, która ulega zaburzeniu na przedmiocie (zostaje modulowana zarówno faza, jak i amplituda fali w zależności kształtu badanego przedmiotu), a następnie dociera do płaszczzn materiału rejestrującego. Fala referencjna o x Θ z Fala przedmiotowa r Płta fotograficzna (klisza) Rs. 1. Tworzenie hologramu Poszczególne fale (wiązki) można scharakterzować poprzez ich amplitud zespolone ( rx, - fali referencjnej oraz ox, - fali przedmiotowej) IX - 1
a f a f a f ϕ rx, rx, e i r x, = a f a f a f ϕ ox, ox, e i o x, = (1). (2) gdzie rx,, ϕr x,, ox,, ϕ o x, są rzeczwistmi amplitudami i fazami odpowiednich fal świetlnch. Obie fale interferują, tworząc prążki interferencjne, rejestrowane na błonie fotograficznej. Interesujące jest natężenie IH b x, g światła docierającego do płaszczzn materiału światłoczułego, będące wnikiem nałożenia się tch wiązek. Wznaczć je można znając amplitudę zespoloną u tego promieniowania z poniższej zależności: 2 IH x, = ux, = ux, u* x,. (3) Tak więc w przpadku superpozcji fali przedmiotowej i referencjnej wzór (3) przjmie postać: 2 IH x, = r x, + o x, = rx, + ox, rx, + ox, * = 2 2 = r r* + o o* + r o* + o r* = r + o + r o* + o r* gdzie zależność od bx, g dalej pominięto dla przejrzstości zapisu. Po uwzględnieniu postaci amplitud zespolonch (1) i (2) oraz prostch przekształceniach uzska się wrażenie: 2 2 I x, = rx, + ox, + 2 rx, ox, cos ϕ x, ϕ x, (5) H r o Pierwsze dwa wraz powższej zależności opisują sumę natężeń fal: przedmiotowej i odniesienia - z tego też względu nie zawierają żadnch informacji fazowch, natomiast trzeci (ostatni) składnik równania opisuje przestrzenną zmianę natężenia prążków interferencjnch rejestrowanch na materiale światłoczułm. Zmiana ta jest okresowa (wraża się funkcją kosinus) oraz zależ od różnic faz obu wiązek. Wraz ten obrazuje natężenie światła wnikające z wzajemnego dodawania dwóch wiązek i dlatego nosi nazwę wrazu interferencjnego. Kolejnm krokiem w procesie holograficznm jest odtworzenie informacji zawartch na wwołanej i utrwalonej błonie światłoczułej. W tm celu hologram oświetla się wiązką promieniowania spójnego o amplitudzie zespolonej u r (tzw. wiązka odtwarzająca albo rekonstruująca). (4) IX - 2
r Hologram z Obraz pozorn r Rs. 2 Rekonstrukcja hologramu Obraz rzeczwist Ośrodek światłoczuł (naświetlon i po obróbce chemicznej) charakterzuje się określoną transmitancją amplitudową) TH bx, g (funkcją przepuszczalności), zależną od współcznnika β - kąta nachlenia krzwej opisującej zależność funkcji przepuszczalności od charakterstki naświetlenia ośrodka światłoczułego (współcznnik β dla materiałów negatwowch przjmuje wartość ujemną), czasu naświetlania klisz (płt) t oraz padającego natężenia światła Ibx, g oraz transmitancji amplitudowej podłoża ośrodka rejestrującego T 0 (ośrodek rejestrując stanowi warstwa światłoczuła naniesiona na foliowe lub szklane podłoże). Należ tak dobrać czas naświetlenia i obróbkę chemiczną, żeb transmitancja amplitudowa zależała od ekspozcji (ilocznu natężenia padającego światła i czasu naświetlania) w sposób liniow: TH x, = T0 + β t I x, W omawianm przpadku natężenie padającego podczas rejestracji światła opisuje wzór (5). uh bx, g Po przejściu fali odtwarzającej ur x, przez hologram, pole falowe za hologramem zależne jest od transmitancji hologramu i natężenia fali rekonstruującej: u x, = T x, u x, H H r Po uwzględnieniu zależności (6) i (5) uzskuje się: L M 2 2 r x, ur x, o x, ur x, uhbx, g T urbx, g + + = t M rx, o* x, u x, + r* x, ox, u x, P = 0 + β N r rq 2 2 r r rb + β t r* x, ox, ur x, = T u x, + β t rx, + ox, u x, + 0 + t rx, o* x, u x, β g O P (6) (7) (8) IX - 3
Najistotniejsze są dwa ostatnie wraz równania (8), gdż tlko one zawierają informację o fazie fali przedmiotowej (krjącej się w różnic faz wiązki odniesienia i wiązki przedmiotowej użtch w procesie rejestracji hologramu). Pierwsz i drugi składnik równania nie zawiera natomiast takiej informacji. Przjmując, że fala rekonstruująca ma taką samą postać jak fala odniesienia w procesie rejestracji hologramu: ϕ i r x, r u x, r x, = r x, e (9) równanie (8) przjmuje postać: 2 2 iϕ r x, u x, = T+ β t rx, + ox, rx, e + H { 0 } iϕ x i x i r x t ox, e b, g 2, rx, t ox, e 2 0 ϕ 0 2 ϕ + β + β rx, e b, g (10) Równanie to można jeszcze uprościć, jeżeli przjmiem uzasadnione założenie, że zarówno fala odniesienia, jak i rekonstruująca, maja jednorodn rozkład amplitud w płaszczźnie hologramu: rx b, g = R 0 = const. (11) Pierwsz człon zależności (10) przedstawia falę zerowego rzędu o amplitudzie zależnej od rozkładu natężenia fali przedmiotowej i odniesienia oraz właściwości materiału światłoczułego (na Rs. 2 oznaczenie r' ). Drugi składnik, tj.: iϕ x, poz 0 u x, = β t R o x, e 0, (12) ϕ i x, z uwagi na wstępowanie członu ox, e 0 = ox,, reprezentuje falę identczną z pierwotnie użtą do zapisu hologramu falą przedmiotową - obie te fale posiadają takie same własności. W szczególności znak eksponenta jest niezmienion, oznacza to, że fala ta jest falą rozbieżną, czli obraz utworzon przez tę wiązkę jest obrazem urojonm (pozornm). Natomiast ostatni - trzeci wraz równania (10) przedstawia ugiętą falę zbieżną (zmiana znaku w eksponencie prz fazie ϕ 0 bx, g ), tworzącą obraz rzeczwist w kierunku smetrcznm do fali opisanm drugim składnikiem równania (10) względem kierunku fali rekonstruującej. W ten sposób rekonstruuje się z hologramu utrwalon w procesie rejestracji trójwmiarow obraz holografowanego przedmiotu. Do odtworzenia obrazu z hologramu najlepiej stosować ten sam układ holograficzn, co użt do rejestracji hologramu, z wkorzstaniem tlko wiązki odniesienia (wiązkę przedmiotową zasłania się podczas rekonstrukcji czarnm papierem). Okazuje się, że obraz obiektu: rzeczwist i pozorn tworzone w procesie rekonstrukcji nie we wszstkich układach holograficznch można rozdzielić, tak ab prz obserwacji wzajemnie nie nachodził na siebie. Podstawowm układem holograficznm w którm obraz nie zachodzą na siebie jest układ Leitha i Upatnieksa. Wiązki odniesienia i przedmiotowa tworzą kąt Θ (Rs. 1) IX - 4
II.B. Uzskiwanie dobrch hologramów Ważnm zagadnieniem, jest dobranie odpowiednich warunków rejestracji i odtwarzania hologramów, tak ab uzskan w procesie rekonstrukcji obraz bł jak najwższej jakości. Na jakość tą ma wpłw szereg cznników: stabilność zestawionego układu holograficznego, kąt pomiędz wiązkami: przedmiotową i odniesienia, rozmiar kątowe przedmiotu, charakterstki użtego promieniowania, itp. II.B.1 Kąt międz wiązkami: przedmiotową i odniesienia, a rozmiar kątowe obiektu W celu określenia odległości Λ pomiędz sąsiednimi prążkami interferencjnmi rejestrowanmi na materiale światłoczułm (czli okresu prążków interferencjnch) należ skorzstać z Rs. 3. Przedstawia on prążki na hologramie powstałe w wniku interferencji dwóch fal płaskich o długości fali λ i nachlonch do siebie pod kątem Θ. Czoła fal są oznaczone przerwanmi liniami, natomiast kolejne maksima prążków interferencjnch - ciągłmi. Rs. 3. Powstawanie prążków interferencjnch Z własności trójkąta ABC wnika następująca zależność: sin Θ 2 = λ 2Λ, (13) tak więc odległość Λ międz prążkami wnosi: λ Λ =. (14) Θ 2sin 2 Jeśli więc kąt pomiędz wiązkami będzie się zwiększał, to okres Λ będzie malał prążki będą gęściej upakowane". Wzór (14) ma bardzo istotne znaczenie praktczne, ponieważ określa wmagania dla ośrodka rejestrującego. Klisza charakterzuje się określoną zdolnością rozdzielczą (czli maksmalną liczbą rejestrowanch prążków interferencjnch na jednostkę długości, prz której możem jeszcze rozróżniać poszczególne prążki jako pojedncze). Jest to spowodowane ziarnistą strukturą ośrodka rejestrującego. Zatem, ab można zarejestrować prążki interferencjne, odległość międz nimi musi bć większa niż średni wmiar ziaren emulsji światłoczułej d ziarna : IX - 5
. (15) Λ>d ziarna W konsekwencji, do rejestracji hologramów należ użwać bardzo drobnoziarnistch materiałów światłoczułch - rozmiar ziaren emulsji determinuje bowiem kąt pomiędz wiązką obrazową i wiązką odniesienia. Tak więc, na podstawie (14) i (15) maksmaln kąt Θ max pomiędz wiązkami: referencjną i odniesienia wnosi: Θ max = 2 arc sin F HG I KJ λ. (16) 2 d ziarna W zadaniu, do rejestracji hologramów użwa się emulsji PGF-01 o zdolności rozdzielczej wnoszącej 3000 linii/mm, co odpowiada średniej średnic ziaren ok. 0.33 µm. Długość fali świetlnej emitowanej przez laser helowo-neonow wnosi λ=632. 8nm. Stąd, po podstawieniu, Θ max 180 0. Dla porównania, dla zwkłch materiałów fotograficznch średnia średnica ziaren zawiera się w przedziale 2 ~ 3 µm. Tak więc, na tradcjnch błonach nie można rejestrować pełnego rozkładu prążków interferencjnch. Warunek (16) niesie za sobą również inne konsekwencje. Chcąc zarejestrować holograficzn obraz przedmiotu rozciągłego oświetla się go wiązką światła, która po odbiciu od przedmiotu interferuje z wiązką odniesienia. Dla takiego obiektu każd punkt przedmiotu, do którego dociera promieniowanie, może bć uważan za źródło fali spójnej, która interferuje z falą odniesienia, zaś na materiale światłoczułm rejestruje się wnik superpozcji fali odniesienia i wielu elementarnch fal przedmiotowch, pochodzącch z różnch punktów przedmiotu. Informacja pochodząca z punktu P przedmiotu zapiswana jest w punkcie A na hologramie (Rs. 4a ). Jednak informacja o punktach przedmiotu spoza stożka o kącie wierzchołkowm Θ max w obszarze punktu A nie może bć już zarejestrowana. Dlatego w procesie rekonstrukcji (Rs. 4b ) patrząc przez część hologramu w okolicach punktu A nie można zrekonstruować obrazu całego obiektu - ta niewidoczna część obiektu jest natomiast możliwa do obserwacji patrząc przez punkt B na hologramie, dla którego Θ< Θ max. Jeżeli więc wkonuje się hologram obiektu o dużch wmiarach poprzecznch, to można zarejestrować informacje pochodzące jednie z pewnch obszarów przedmiotu - informacje zmagaznowane w różnch częściach hologramu są szczególnego rodzaju i zależą od kąta, jaki tworzą fale przedmiotowe i fala odniesienia IX - 6
a) b) P P Rs. 4. Rejestracja (a) i rekonstrukcja (b) hologramu przedmiotu rozciągłego Wnika stąd zarazem kolejn ważn wniosek: z każdej części hologramu można zrekonstruować obraz przedmiotu i każda taka część odtwarza obraz pod danm kątem widzenia, ale mając włącznie mał wcinek hologramu z hologramu o większej powierzchni, można nie uzskać obrazu przedmiotu pod wieloma innmi kątami widzenia. II.B.2 Stabilność stanowiska i układu holograficznego W holografii informacja o obiekcie zakodowana jest w postaci prążków interferencjnch rejestrowanch na materiale światłoczułm. Jeśli zatem nie zapewni się odpowiednich warunków podczas ekspozcji klisz, to rekonstrukcja obrazu holograficznego może nie bć możliwa. Dlatego wśród wielu cznników decdującch o jakości uzskiwanch hologramów podstawowm jest weliminowanie drgań i wstrząsów stanowiska i układu holograficznego, powodującch względne przemieszczanie się poszczególnch elementów układu. Jeśli bowiem nie zapewni się odpowiedniej stabilności układu holograficznego podczas naświetlania materiału światłoczułego, przemieszczenia elementów układu mogą powodować zmianę długości dróg optcznch, a więc zmianę faz fal docierającch do płaszczzn hologramu - obraz holograficzn może bć złej jakości albo w najgorszm razie nie uzska się go wcale. Tak więc należ zadbać, żeb element układu holograficznego nie przesuwał się wzajemnie oraz ab drgania pochodzące z zewnątrz nie przenosił się poprzez ziemię, podłogę i stół na element zestawu holograficznego. Lokalne zmian drogi optcznej wprowadzać również mogą ruch powietrza. Dlatego należ dsponować odpowiednim pomieszczeniem z dala od źródeł drgań, hałasu, przeciągów, wentlatorów, itp. (najlepiej, b pomieszczenie to znajdowało się na najniższej kondgnacji budnku) oraz stołem przstosowanm do badań holograficznch, tj. zapewniającm dobre tłumienie zewnętrznch drgań. Należ także zadbać, b wszstkie element układu holograficznego (oprócz lasera, któr sam może bć źródłem zaburzeń) znajdował się na jednej podstawie - wówczas istniejące niewtłumione drgania będą wpłwał na każd element w ten sam sposób. Poszczególne element składowe układu holograficznego powinn mieć solidną podstawę, zapewniającą im odpowiednią sztwność. Uwaga ta dotcz oczwiście również holografowanego obiektu. Jeśli natomiast ośrodkiem rejestrującm jest błona, a więc ośrodek szczególnie narażon na deformacje i drgania, należ taką kliszę umieścić w specjalnej ramce pomiędz dwiema szbkami. Innmi cznnikami wprowadzającmi do układu zmian dróg optcznch mogą bć lokalne termiczne zaburzenia poszczególnch elementów pochodzące na przkład od ciepła palców ekspermentatora, którm można jednak w bardzo prost sposób zaradzić czekając kilka minut przed naświetlaniem materiału światłoczułego. IX - 7
Wżej wmienione przczn powodujące zmian długości dróg optcznch wiązek przedmiotowej i odniesienia wpłwają na zmianę warunków rejestracji hologramu. Może to skutkować obniżeniem jakości otrzmanego hologramu, a nawet brakiem obrazu holograficznego podczas jego rekonstrukcji. III. Literatura [1] A. H. Piekara, Nowe oblicze optki, PWN, Warszawa 1976 [2] E. Jagoszewski, optczna, PWN, Warszawa 1986 [3] P. Hariharan, Optical holograph: Principles, techniques, and applications - 2 nd edition, Cambridge Studies In Modern Optics, Cambridge Universit Press 1996 [4] M. Pluta (red.), optczna - Podstaw optczne i zastosowania, PWN,Warszawa 1980 [5] Jarosław Schulz, optczna, Praca magisterska wkonana w Zakładzie Optoelektroniki Insttutu Fizki, Toruń 1999 [6] Paweł Trędowski, Interferometria holograficzna, Praca magisterska wkonana w Zakładzie Optoelektroniki Insttutu Fizki, Toruń 2000 IV. Aparatura W skład aparatur niezbędnej do wkonania zadania wchodzą: 1. Laser He-Ne tpu NG-HN 25/40 z zasilaczem 2. Zwierciadła całkowicie odbijające (2 szt.) 3. Zwierciadło dielektrczne częściowo odbijające (dzielnik wiązki) 4. Obiektw mikroskopowe 5. Uchwt na kliszę holograficzną 6. Migawka z układem sterującm 7. Lampka ciemniowa z filtrem interferencjnm 525 nm 8. Kuwet oraz zestaw odcznników do obróbki chemicznej hologramu Element 2 5 umieszcza się na stole optcznm. Stół optczn stanowi granitowa płta o wmiarach 1200 x 800 x 30 mm, ułożona na drewnianej płcie. Obie umieszczone są na podstawie (długości 2000mm i szerokości 800mm) ze stalowch kształtowników, prz czm w celu tłumienia zewnętrznch drgań pomiędz stołem optcznm a metalową ławą umieszczone są amortzator z kawałków gąbki i pianki. Na podstawie ponadto znajduje się źródło światła spójnego - laser, jego zasilacz oraz migawka fotograficzna, sprzężona z zegarem ciemniowm, pozwalająca na wgodną kontrolę czasu naświetlania materiału światłoczułego. Natomiast zasilacz migawki znajduje się na zewnątrz pracowni holograficznej. Lampka ciemniowa z filtrem interferencjnm, którego maksimum transmisji przpada na 525 nm, emituje na zewnątrz zielone światło. Taka długość fali odpowiada minimum czułości spektralnej materiału światłoczułego PFG-01. Natężenie tego promieniowania jest na tle małe, że nie zaczernia emulsji światłoczułej (o ile promieniowanie to nie dociera do błon przez dłuższ czas) oraz na tle duże, że umieszczanie błon holograficznej w ramce, jak i jej późniejsza obróbka chemiczna nie musi odbwać się w zupełnej ciemności. IX - 8
V. Wkonanie zadania Na realizację zadania składają się dwa etap: V.A. Kontrola stabilności zestawu holograficznego Ab upewnić się, cz stół optczn zapewnia dostateczną stabilność przestrzenną wszstkich elementów układu należ zestawić interferometr Michelsona według Rs. 5. Granitow stół optczn 20x Laser He-Ne Rs. 5. Interferometr Michelsona Jako ekranu można użć ścian pomieszczenia. Należ uzskać stabiln obraz interferencjn. Ponieważ w układzie zastosowano obiektw mikroskopow, wiązki są rozbieżne i należ oczekiwać obrazu w postaci koncentrcznch kół. Należ zaobserwować, jaki wpłw na stabilność obrazu interferencjnego mają różne cznniki, takie jak drgania elementów na stole optcznm, drgania lasera, ruch osób w obrębie pomieszczenia i poza nim i tp. V.B. Uzskiwanie hologramów optcznch. V.B.1 Przgotowanie układu optcznego W celu rejestracji hologramu należ zestawić układ podobn do przedstawionego na Rs. 6: Granitow stół optczn 20x Migawka 40x Laser He-Ne Rs. 6. Układ do rejestracji hologramu (przkład) IX - 9
Konstruując układ holograficzn należ zadbać, b zapewniał on dobre i jednorodne (jeśli pozwala na to kształt rejestrowanego przedmiotu) oświetlenie holografowanego obiektu oraz równomierne oświetlenie całej powierzchni warstw światłoczułej zarówno przez wiązkę referencjną, jak i odbitą od obiektu wiązkę przedmiotową. Również maksmaln kąt rozwarcia pomiędz wiązkami: przedmiotową i odniesienia, determinowan przez średnią wielkość ziaren emulsji, należ uwzględnić prz zestawianiu układu Podczas zestawiania układu holograficznego należ postępować według poniższej procedur: 1. Na drodze wiązki laserowej ustawić dzielnik wiązki. 2. Za pomocą zwierciadła całkowicie odbijającego jedną z wiązek (przedmiotową) skierować na środek obiektu. 3. Pomiędz dzielnik wiązki a lustro wstawić obiektw mikroskopow tak, żeb światło oświetlało większą powierzchnię zwierciadła oraz po odbiciu od niego zostało rozrzucone na całą powierzchnię przedmiotu. 4. Ustawić ramkę (z włożona pomiędz szbki białą kartką papieru) w niedużej odległości (kilkunastu centmetrów) od obiektu, możliwie równolegle do powierzchni obiektu. 5. Sprawdzić, cz promieniowanie odbite od powierzchni holografowanego obiektu równomiernie oświetla kartkę w ramce. 6. Zasłonić wiązkę przedmiotową czarnm papierem. 7. Drugą wiązkę laserową (referencjną) za pomocą drugiego zwierciadła skierować na środek ramki. 8. Pomiędz lustro, a ramkę wstawić drugi obiektw mikroskopow tak, ab wiązka odniesienia równomiernie oświetlała papier w ramce 9. Odsłonić wiązkę przedmiotową i usunąć kartkę papieru z ramki. Przed przstąpieniem do wkonwania hologramów należ jeszcze weliminować odbicia światła laserowego od innch, niż element układu holograficznego powierzchni, takich jak ścian pomieszczenia, cz blat stołu optcznego, które mogą dotrzeć do błon światłoczułej. Dlatego powierzchnię stołu należ włożć czarnm papierem, prz czm na papierze tm nie powinno się umieszczać elementów układu holograficznego, natomiast refleks od ścian weliminować można ustawiając pomiędz nie a element układu holograficznego ekran z czarnego papieru. Po wkonaniu tch cznności przstąpić można do sporządzania hologramów, jednak przed każdą rejestracją nowego hologramu należ sprawdzić, cz zapewnione jest odpowiednie oświetlenie przedmiotu i ramki przez właściwe wiązki. V.B.2 Sporządzanie hologramów Wszstkie prace, od załadowania błon do ramki do zakończenia na obróbki chemicznej, wkonwać w rękawiczkach lateksowch. Wszelkie cznności, podczas którch materiał światłoczuł może bć narażon na działanie światła należ prowadzić tlko prz oświetleniu pomieszczenia lampką ciemniową. Jeden arkusz (o wmiarach 102 x 62 mm albo 62 x 50 mm) uprzednio pociętej błon wsunąć 1 w ramkę pomiędz dwie szbki. Za błoną należ koniecznie umieścić arkusz czarnego papieru. 1 Błonę fotograficzną należ umieścić w ramce warstwą światłoczułą zwróconą ku przedmiotowi. Niepocięta błona jest zwinięta w rulon tak, że fotograficzna emulsja światłoczuła znajduje się po jego wewnętrznej stronie. Odcięte kawałki błon mają kształt wcinka powierzchni bocznej walca emulsja światłoczuła znajduje się na jego wewnętrznej powierzchni. IX - 10
Po czm odczekać kilka minut, w celu przwrócenia stanu równowagi statcznej stołu optcznego, która uległa zaburzeniu podczas mocowania klisz w ramce. Następnie bardzo ostrożnie zwolnić migawkę wzwalacza na czas ekspozcji materiału światłoczułego, uważając prz tm, b przpadkowo nie dotknąć stołu optcznego. Czas ekspozcji błon światłoczułej należ dobrać doświadczalnie. W układzie przedstawionm na Rs. 6 czas naświetlania materiału światłoczułego wnosi ok. l0 s. Po naświetleniu błon należ niezwłocznie przeprowadzić jej obróbkę chemiczną. V.B.3 Obróbka chemiczna klisz holograficznej Obróbka uprzednio naświetlonej emulsji składa się z następującch procesów: wwołwania, płukania w roztworze przerwającm, utrwalania (po utrwaleniu można zapalić światło w ciemni), płukania w wodzie, płukania w wodnm roztworze zwilżającm Fotonal, suszenia. PFG-01 jest emulsją opartą na halogenkach srebra i stanowi odpowiednik emulsji AGFA 8E75, z tego też względu obróbka chemiczna błon PFG-01 może bć przeprowadzana sposobem rekomendowanm przez dstrbutora, ewentualnie jak materiału 8E75, albo ze względu jednak na dostępność, cenę oraz wgodę przgotowania i przechowwania odcznników, obróbkę należ prowadzić według poniższego opisu. Proces Temperatura Czas trwania roztworu procesu Uwagi Wwołwanie (wwołwacz W17) 20 O C 4,5-5,5 min Kąpiel (roztwór przerwając) Ok. 20 O C 1 min Utrwalanie (utrwalacz Ul) 18-22 O C 10 min Płukanie w bieżącej wodzie Płukanie w roztworze zwilżającm (Fotonal) Suszenie Zimna woda z kranu pokojowa Ciepłe powietrze 30 min Zapewnić stał dopłw świeżej wod 1 min Suszenie suszarką Podczas prowadzenia obróbki chemicznej należ zwrócić uwagę na następujące zagadnienia: Przed przstąpieniem do obróbki błon fotograficznch należ wlać roztwór wwołwacza, przerwacza i utrwalacza do odpowiednio opisanch kuwet. Należ upewnić się, że czas kąpieli błon w odpowiednich roztworach są znane (w warunkach ciemni ich odcztanie może okazać się niemożliwe). IX - 11
Obróbkę chemiczną błon fotograficznej wkonuje się w warunkach ciemni. Jednm oświetleniem jest lampka ciemniowa z filtrem interferencjnm 525 nm. Naświetloną błonę fotograficzną umieszcza się kolejno w kuwecie z wwołwaczem, przerwaczem i utrwalaczem postępując według instrukcji podanch w tabeli. Podczas kąpieli w odcznnikach chemicznch należ okresowo poruszać błoną lub kołsać kuwetą. Naświetlone błon fotograficzne umieszcza się w kuwetach warstwą światłoczułą skierowaną ku górze ab w ten sposób uniknąć jej uszkodzenia o dno nacznia. Umieszczona w roztworach wwołwacza, przerwacza i utrwalacza błona fotograficzna powinna bć w nich całkowicie zanurzona (warstwa odcznnika powinna wnosić ok. 10 15 mm). Należ zwrócić szczególną uwagę na to, ab nie przenosić roztworu przerwacza do wwołwacza (np. za pomocą pincet). Po zakończeniu utrwalania błona nie jest już wrażliwa na światło białe, więc dalsze cznności można przeprowadzać prz ogólnm oświetleniu pomieszczenia. Po zakończeniu doświadczenia roztwór octu i utrwalacza należ przelać do odpowiednio opisanch butelek (po każdm z odcznników dokładnie umć lejek). Wwołwacz wlać. Kuwet, pincetę i inne użwane nacznia laboratorjne trzeba dokładnie umć i pozostawić do wschnięcia. UWAGA! Należ unikać kontaktu roztworów (szczególnie wwołwacza i utrwalacza) ze skórą i oczami. V.B.4 Odtwarzanie hologramu Do odtworzenia hologramu można użć układu z Rs. 6, przerwając bieg wiązki przedmiotowej za zwierciadłem częściowo przepuszczalnm i dodatkowo przsłaniając przedmiot czarnm papierem. IX - 12
VI. Dodatek VI.A. Podstawowa charakterstka klisz PFG-01 Dstrbutor: Slavich, Litwa Zakres czułości spektralnej: 600-680 nm Maksimum czułości spektralnej 633 nm Minimum czułości spektralnej 525 nm Czułość dla λ = 633 nm 100 µj/cm 2 Zdolność rozdzielcza 3000 linii/mm Grubość emulsji 7-8 µm VI.B. Stosowane roztwor VI.B.1 Wwołwacz W17 Wwołwacz drobnoziarnist dostępn w handlu. Sporządzając wwołwacz należ postępować zgodnie z zaleceniami producenta zawartmi na opakowaniu dla roztworu o końcowej objętości 0.51, stosując wodę destlowaną. Tak przgotowan wwołwacz powinien przed pierwszm użciem odstać co najmniej 12 godzin w szczelnie zamkniętej butelce w temperaturze ok. 20 0 C. Prz braku dostępu powietrza wwołwacz może bć przechowwan przez okres 2-4 tgodni, w zależności od ilości wwołanch błon. VI.B.2 Roztwór przerwając Roztwór przerwając stanowi 1-4% roztwór wodn kwasu octowego. Roztwór można sporządzić z octu spirtusowego (10% roztworu kwasu octowego): Ocet 40 ml Woda destlowana 160 ml VI.B.3 Utrwalacz Ul. Utrwalacz uniwersaln dostępn w handlu lub samodzielnie przgotowan według przepisu: Kwaśn siarczn sodow 12,5g Tiosiarczan sodow krstaliczn 125g Woda destlowana uzupełnić do 0,51 W wodzie o temperaturze do 40 0 C, stanowiącej ok. 60% docelowej objętości roztworu, rozpuścić tiosiarczan sodow krstaliczn. W drugim naczniu rozpuścić kwaśn siarczn sodow w wodzie o objętości stanowiącej ok. 20% roztworu. Po ochłodzeniu zmieszać obie części i dopełnić wodą do objętości 0,51. Wmagania odnośnie przechowwania utrwalacza są mniejsze niż w przpadku wwołwacza - okres przechowwania roztworu utrwalającego może bć dłuższ, jednak i w tm przpadku należ ograniczć dostęp powietrza do roztworu podczas magaznowania. VI.B.4 Roztwór zwilżając. Roztwór zwilżając uzskuje się rozpuszczając l ml Fotonalu w 200ml wod. IX - 13