|
7. Экспозиция
Все
голографисты знают, как бывает обидно, если голограмма
неправильно экпонирована – яркость голограммы низкая,
вуаль по всей поверхности и т. д. Мы предлагаем
несложный и достаточно точный метод определения
оптимального времени экспонирования голограммы.
Для этого необходимо измерять освещенность
E фотопластинки. Так как голограмма записывается
монохроматическим, лазерным светом, измерения освещенности
необходимо проводить в энергетических единицах,
например, в мкВт/см2. От обычных фотометрических
приборов типа люксметров придется отказаться, т.
к. они рассчитаны на измерение в белом свете.
 Для измерения освещенности
в голографии наиболее подходят кремниевые фотодиоды,
обладающие высокой светочувствительностью, хорошей
линейностью в большом диапазоне фототоков, большим
размером светочувствительной поверхности, возможно-стью
работать в фотогальваническом режиме, т. е. без
источника питания. Для российских голографистов
мы рекомендуем кремниевый фотодиод ФД-7к (см. фото)
и микроамперметр Ф195, имеющий большой линейный
диапазон измеряемых токов - от 50 нА до 50 мА. Линейность
измерения фототока позволяет определять освещенность
и, соответственно, время экспонирования голограммы
непосредственно по значению фототока по простой
формуле с использованием пересчетного коэффициента.
 На рисунке показан график
зависимости чувствительности S(l) от длины волны
для фотодиода ФД-7к, снятый в диапазоне длин волн,
включающий основные линии генерации лазеров: 488
нм, 514 нм и 633 нм.Пересчетный коэффициент находится
из выражения:
K = 1/S(l)*A, мкВт/(мкА*см2),
Где:
S(l) – спектральная чувствительность фотодиода,
мкА/мкВт, A - площадь светочувствительной поверхности
фотодиода, см2.
Ниже
в таблице приведены коэффициенты, рассчитанные для
трех длин волн лазера при диаметре диафрагмы на
поверхности фотодиода 3 мм. Полный диаметр светочувствительной
поверхности фотодиода равен 9 мм и это не всегда
удобно для точных измерений освещенности от сигнального
пучка.
| Длина
волны, нм |
S(l) |
K |
|
488
|
0,05
|
280
|
|
514
|
0,08
|
170
|
|
633
|
0,25
|
50
|
Определение
освещенности фотопластинки E сводится к умножению
значения фототока I , измеренного в мкА на пересчетный
коэффициент K.
E = K*I, мкВт/см2
Время
экспонирования T, соответствующее чувствительности
S фотопластинки, мкДж/см2, определяется
по формуле:
T = S/E, сек
Чувствительность
S пишется на этикетке коробки с фотопластинками
(см. урок 2).
Рассмотрим
конкретный пример для нашей схемы записи голограмм
и фотопластинки ПФГ-03 с чувствительностью 1000
мкДж/кв.см (1мДж/кв.см).
Измерение
освещенности в центре фотопластинки дало значение
фототока 3 мкА.
Умножаем это значение на пересчетный коэффициент
(50) для длины волны 633 нм и получаем освещенность
фотоплатстинки:
E = 3*50 = 150
мкВт/см2
Далее,
делим известное значение чувствительности на полученное
значение освещенности и получаем требуемое время
экспонирования:
1000(мкДж/см2)/150(мкВт/см2)
= 7 сек
Полученное
время экспонирования является оптимальным временем
для данной освещенности и чувствительности фотопластинки.
В
заключение дадим еще несколько конкретных рекомендаций:
-
 Заранее узнайте оптимальную
энергию экспонирования для фотопластинок у фирмы-
производителя, если она не написана на коробке.
-
Обязательно держите светочувствительную
поверхность фотодиода параллельно плоскости
фотопластинки (см. рис.) и по возможности ближе
к ней, иначе значение освещенности будет измерено
неправильно.
-
Следите за равномерностью
опорного пучка на поверхности фотопластинки.
Не допускайте спада освещенности на краях фотопластинки
более 30% от освещенности в центре. Эти измерения
можно делать так же с помощью фотодиода – просто
по значению фототока. Не полагайтесь на свои
глаза – они могут вас подвести при слабых освещенностях.
-
Постарайтесь проверить линейность
измерения фототока. Для этого найдите нейтральный
светофильтр с точно измеренной кратностью поглощения,
например, 2 или 3. Такой фильтр ослабляет проходящий
свет в 2 или 3 раза соответственно. Измерьте
фотодиодом освещенность, затем поставьте перед
фотодиодом светофильтр (плоскость фильтра должна
быть перпендикулярна к падающему свету!). При
линейном измерении фототок уменьшится на такую
же величину. Если фототок упал на меньшую величину,
значит, из-мерение нелинейно и использовать
пересчетный коэффициент нельзя. Подберите микро-амперметр
с меньшим входным сопротивлением.
- Проводите измерения в полной темноте.
Литература.
1. Гуревич М. М. Фотометрия, Л. Энергоатомиздат,
1983.
-->
|
