2.6.7. Влияние изменения окружающей среды на стабильность пространственных параметров слоя

Стабильность пространственных параметров слоя является важным параметром для любых применений фотографии, в которых необходимо сохранить точность пространственных соотношений для записанного сигнала, например положение интерференционных полос голограммы. Пространственные изменения зависят как от типа эмульсии, так и от природы материала подложки (основы), а также от их толщины, температуры, относительной влажности, давления, механических напряжений и условий фотографической обработки. Разумеется, абсолютной пространственной стабильности не существует, и даже стеклянные пластинки подвергаются небольшим изменениям, что приводит уже к более сильным изменениям зависящих от них параметров. Однако изменения, происходящие под влиянием условий внешней среды, с которыми приходится сталкиваться в таких применениях, как голография, являются, как правило, обратимыми; иными словами, искажениями записанного сигнала, обусловленными пространственными изменениями регистрирующей среды, можно пренебречь, если считывание информации и ее запись проводятся при одних и тех же условиях, в частности при тех же температуре и относительной влажности.

В качестве материалов для подложек используются (а также являются перспективными) стекло, металлы, бумага и различные пластики, включая полиэфиры, полистирол, поликарбонат и триацетат целлюлозы (часто называемый триацетатом или просто ацетатом).

2.6.7.1. Стекло

По сравнению с пленочными подложками стекло имеет то преимущество, что оно обладает жесткостью и прекрасной пространственной стабильностью, на которую не оказывает влияния ни влажность, ни фотографическая обработка. Стекло практически нерастяжимо, но, конечно, легко ломается и бьется.

Нанесение эмульсии на стеклянную подложку может приводить к образованию анизотропных напряжений, которые, если их не снять до экспонирования, после обработки вызывают

пространственные искажения изображения. Напряжения можно устранить перед экспонированием эмульсии купанием ее в воде или выравниванием содержания влаги в условиях высокой влажности; эта процедура обеспечивает дополнительное преимущество, увеличивая чувствительность фоточувствительного слоя (см. п. 2.6.3.7).

2.6.7.2. Пленки

В настоящее время в качестве материала подложек фотопленки используются почти исключительно полиэфиры и триацетат, и им обоим присуща значительно большая, чем стеклу, нестабильность пространственных характеристик, причем полиэфир с точки зрения стабильности превосходит триацетат фактически по всем параметрам.

а. Механические свойства. Полиэфиры обладают лучшими механическими свойствами по сравнению с триацетатом: они плотнее, крепче, эластичнее и меньше подвержены влиянию температуры и влажности. С практической точки зрения окружающие условия и их изменения, встречающиеся в таких приложениях, как голография, оказывают минимальное влияние на механические свойства пленок и, следовательно, на пространственные искажения. Низкие температура или влажность приводят к хрупкости и необратимым повреждениям, а высокая температура вызывает необратимые пространственные изменения под влиянием напряжений, которые в обычных условиях не оказывали бы никакого эффекта.

б. Обработка. Обработка фотографических пленок всегда вызывает пространственные изменения, связанные с усадкой. В эмульсионном слое в любом случае присутствуют небольшие пространственные искажения, связанные с усадкой, и обычно ее величина имеет порядок 0,02%, причем при любых условиях обработки усадка полиэфирных пленок меньше, чем триацетатных, поскольку триацетат подвергается сжатию, а полиэфир — нет. Усадка триацетатных пленок может доходить до 0,1%.

в. Температура. Температура и ее изменения в первую очередь влияют на подложку, а не на эмульсию независимо от того, обрабатывалась она или нет. Коэффициенты термического расширения триацетата в продольном и поперечном направлениях различны, и они в два-три раза больше коэффициента расширения полиэфира. Наоборот, крайне высокие или низкие температуры оказывают большее влияние на эмульсию, но такие эффекты не являются пространственными в прямом смысле. Так, при низких температурах материал становится хрупким и возникают необратимые нарушения в процессе его обработки. Повышенные температуры могут вызывать слипание и механические нарушения, которые

были бы невозможны при более низких температурах. Например, выдерживание пленки с желатиновой прослойкой (для антискручивания) при температуре выше 80° С приводит к блокировке (склеиванию соседних слоев), причем размеры образующихся дефектов зависят от силы сжатия контактирующих поверхностей.

г. Влажность. Относительная влажность влияет на пространственные изменения подложки и эмульсии. И та и другая увеличиваются в размерах с ростом относительной влажности, причем величина изменений зависит от типа и толщины эмульсии, а также от химических свойств подложки. Триацетат расширяется больше, чем полиэфир, причем расширение вдоль и поперек пленки различно. При увеличении влажности желатина набухает и увеличивается в размерах. Если эмульсия не подвергается слишком суровым циклическим испытаниям (см. ), то при любой относительной влажности пространственные изменения могут сохраняться или восстанавливаться соответствующим поддержанием или выравниванием относительной влажности. Низкая относительная влажность может приводить, в частности, к своего рода вуали в виде прожилок, возникающей в результате статических электрических разрядов; такое неприятное явление возникает при намотке роликовых пленок.

д. Давление. Эмульсии могут находиться в глубоком вакууме в течение многих часов без химического разложения и выделения пузырьков газа, однако в результате удаления влаги в эмульсии имеют место пространственные деформации. Восстановление нормального давления и влажности обычно возвращает эмульсию к первоначальным размерам, но циклические изменения давления могут приводить к изменениям в желатине, поскольку она становится неспособной восстановить потери влаги, а это вызывает необратимую усадку.