Ugrás a tartalomhoz

3D megjelenítési technikák

Dr. Fekete Róbert Tamás, Dr. Tamás Péter, Dr. Antal Ákos, Décsei-Paróczi Annamária (2014)

BME-MOGI

Holografikus felvételi nyersanyagok

Holografikus felvételi nyersanyagok

Cél a spektrálisan illesztett, nagyfelbontású és viszonylag nagy érzékenységű felvételi nyersanyag biztosítása. Erre kiválóan alkalmas az ezüsthalogén alapú emulzió (1873 Vogel).

A holografikus felvételi nyersanyagok, melyek jellemzőit a 8.12. ábra - A különböző ezüsthalogén alapú nyersanyagok spektrális érzékenysége. szemlélteti:

  1. Érzékenyítetlen ezüsthalogén (a görbe).

  2. Ortokromatikus nyersanyag (b görbe).

  3. (Szuper)Pánkromatikus nyersanyag (c görbe).

  4. Infravörös nyersanyag (d görbe).

Holografikus nyersanyag céljára elsősorban a vörös, illetve a kékeszöld tartományban érzékeny nyersanyagot alkalmaznak, a holografikus technikákban használt lézertípusok miatt.

8.12. ábra - A különböző ezüsthalogén alapú nyersanyagok spektrális érzékenysége.

A különböző ezüsthalogén alapú nyersanyagok spektrális érzékenysége.


A nyersanyagok karakterisztikája

A 8.13. ábra - Az ezüst halogén alapú nyersanyag karakterisztikája, a gamma görbe. függőleges tengelyén a denzitás található, amely a transzmissziós tényező reciprokának tízes alapú logaritmusa.

 

 

A vízszintes tengelyen a nyersanyaggal területegységenként közölt energiát, vagy az expozíció logaritmusát ábrázoljuk.

8.13. ábra - Az ezüst halogén alapú nyersanyag karakterisztikája, a gamma görbe.

Az ezüst halogén alapú nyersanyag karakterisztikája, a gamma görbe.


8.14. ábra - A 8E56 típusú, ezüsthalogén alapú holografikus nyersanyag karakterisztikája (katalógus adat)

A 8E56 típusú, ezüsthalogén alapú holografikus nyersanyag karakterisztikája (katalógus adat)


A nyersanyag felépítése

A klasszikus, ezüsthalogén alapú holografikus nyersanyag felépítése sokban hasonlít a fekete-fehér fotográfia nyersanyagéra. Felépítése a (8.15. ábra - Az ezüst halogén alapú nyersanyag felépítése.) ábrán látható.

8.15. ábra - Az ezüst halogén alapú nyersanyag felépítése.

Az ezüst halogén alapú nyersanyag felépítése.


8.16. ábra - A 8E75 típusú, ezüsthalogén alapú holografikus nyersanyag spektrális érzékenysége (katalógus adat)

A 8E75 típusú, ezüsthalogén alapú holografikus nyersanyag spektrális érzékenysége (katalógus adat)


Az ezüst halogén alapú holografikus nyersanyagok kidolgozása

Amplitúdó hologram készítése során egyes ezüsthalogén kristályok exponálódnak, azaz fény éri őket, míg mások nem. Az így keletkezett, úgynevezett látens képben tehát jelen vannak a még nem exponált ezüsthalogén kristályok, illetve az exponáltak, amelyekben megtalálhatók az úgynevezett elemi ezüstcsíragócok. Ezt a látens képet kell egy fotokémiai folyamatnak alávetni, amely során első lépésben egy redukciós folyamat alatt az exponált ezüsthalogén kristályokban lévő elemi ezüstcsíragócok mentén megindul a redukció. Ennek során színezüst kristályok keletkeznek. A következő lépésben a rétegben maradt, nem exponált ezüsthalogént rögzítő oldat segítségével oldható sóvá kell alakítani, ami távozik a rétegből. A mosás és szárítás után megfigyelhető, hogy a fény érte helyeken fekete ezüstkristályok találhatók, míg a többi helyen csak az átlátszó emulzió látható, így lesz a kidolgozott nyersanyag az eredeti fényviszonyok negatívja. Az ilyen holografikus nyersanyag a rajta áthaladó referenciahullám intenzitását, azaz a vele kapcsolatban álló amplitúdót változtatja, modulálja a rekonstrukció során.

8.17. ábra - Az amplitúdó hologram kidolgozásának menete

Az amplitúdó hologram kidolgozásának menete


Fázis hologram kidolgozásának első lépése teljes mértékben megegyezik az amplitúdóhologram esetén leírtakkal. A következő lépésben azonban a réteget egy halványító-rögzítő fürdőnek kell alávetni. A fürdőben a nem exponált ezüsthalogén a rögzítő oldat segítségével oldható sóvá alakul, és távozik a rétegből, míg a kiredukált ezüst a halványítás hatására átlátszó, de az emulziótól eltérő törésmutatójú anyaggá válik. Így a rétegben a megvilágítástól függően különböző törésmutatójú helyek keletkeznek, ami azt eredményezi, hogy a rekonstrukció során, az azonos fázissal belépő refrenciahullám különböző fázisokkal fog kilépni, tehát az ilyen holografikus nyersanyag a rekonstrukció során a rajta áthaladó referenciahullám fázisát változtatja, modulálja.

8.18. ábra - A fázis hologram kidolgozásának menete

A fázis hologram kidolgozásának menete


Vezessük be a hologramok jellemzésére az úgynevezett fényességet, ami a rekonstrukció során a diffraktált és a belépő hullámfrontok intenzitásának százalékos arányát jelenti! Ekkor az amplitúdó hologramok néhány százalékával szemben a fázis hologramok fényessége akár a harmincöt százalékot is elérheti.

Egyéb nyersanyagok

Az ezüsthalogén alapúak mellet más nyersanyagtípusok is elterjedtek, az alábbiakban ezeket ismertetjük.

Fotoreziszt emulzió

Az emulzió működésének alapja, hogy a megvilágított helyeken az úgynevezett „hívó oldatban” a réteg jobban megduzzad, mint a megvilágítatlan helyeken. Így ugyanolyan törésmutatójú, de különböző vastagságú helyek keletkeznek az emulzióban, tehát fázisrácsként viselkedik.

8.19. ábra - A fotoreziszt emulzió a kidolgozás után

A fotoreziszt emulzió a kidolgozás után


Termoplasztikus emulzió

Ebben az esetben három réteget alkalmazunk. Az üveg vagy polimer hordozón egy átlátszó, vékony SnO2 vezető réteg található. Ezt követi egy fényvezető és maga a termoplasztikus réteg. Az emulziót sötétben úgy érzékenyítik, hogy a vezető réteget földelik, a termoplasztikus réteget pedig körülbelül 15kV feszültség mellett feltöltik negatív töltésekkel. Ez a vezető rétegben pozitív töltést indukál. Az expozíció hatására a pozitív töltések a fényvezető réteg határára a negatív töltések közelébe vándorolnak. Egy rövid melegítés hatására a termoplasztikus réteg meglágyul, és felveszi a töltéseloszlás alakját. Lehűtéssel aztán rögzítik ezt az állapotot.