25 уроков голографии
Глоссарий	ЧаВо

9. Приготовление химрастворов

Химико-фотографическая обработка голограмм является одним из самых ответственных этапов изготовления голограмм, в первую очередь потому, что растворы для химобработки голограмм нельзя купить в магазине и их приходится готовить самостоятельно. От аккуратности составления химрастворов очень сильно зависит качество голограммы. Как и в фотографии, в голографии существует множество рецептов химобработки голограмм для разных типов фотопластинок и схем записи голограмм [1].
Мы не будем рассматривать экзотические рецепты и методики и остановимся на стандартном для фотопластинок ПФГ-03 методе химобработки. Вы уже знаете, что эти фотопластинки имеют высочайшую разрешающую способность, для того, чтобы на них можно было зарегистрировать мельчайшую интерференционную картину отражающей голограммы, записанной в схеме Денисюка. Главной задачей процесса проявления голограммы Денисюка является сохранение этой интерференционной картины в проявленной голограмме.

Приготовление проявителя

Обычные, фотографические, проявители, относящиеся к классу "химических" проявителей, не подходят для этой цели. В процессе проявления микрокристаллы бромистого серебра в эмульсионном слое фотопластинки превращаются в нитевидные клубки металлического серебра по размеру сравнимые или превышающие размеры периода интерференционной картины (см. фото). По этой же причине проявленные негативные пленки и фотоотпечатки имеют черный цвет изображения - нитевидные серебряные клубки поглощают свет (!), что никак не скажешь об обычной серебряной пластинке.
Для проявления сверхвысокоразрешающих фотопластинок ПФГ-03 используют так называемые "физические" проявители. В этих проявителях присутствует специальный компонент - роданид аммония, который растворяет кристаллы бромистого серебра. Практически аналогичный процесс происходит и в закрепителе, но в проявителе под действием проявляющих веществ атомы бромистого серебра, находящиеся в растворе, восстанавливаются до металлического серебра и опять осаждаются на микрокристаллы бромистого серебра (этот процесс называется диффузионным переносом). Кинетика этого сложнейшего химического процесса такова, что после проявления получаются компактные зерна металлического серебра, имеющие размеры, близкие к размерам исходного бромистого серебра (см. фото). В результате интерференционная картина в проявленной голограмме полностью сохраняется.
Рассмотрим состав проявителя ГП-2, разработанного российским ученым Ю.Е. Усановым. Рецепт проявителя ГП-2 и его модификации, ГП-3, приведен ниже.

Как видно из рецептов, проявители имеют аналогичный состав, отличаются только количества некоторых химикатов. Рассмотрим кратко назначение каждого химиката.
1. Метилфенидон (фенидон) и гидрохинон - проявляющие вещества. Эти вещества в паре работает гораздо активнее, чем каждый в отдельности.
2. Сульфит натрия - предотвращает быстрое окисление проявляющих веществ и стабилизирует работу проявителя. Обеспечивает мелкозернистое проявление за счет частичного растворения микрокристаллов бромистого серебра.
3. Едкий калий - создает щелочную среду в проявителе. Проявляющие вещества могут активно работать только в щелочной среде.
4. Роданид аммония - самый "голографический" компонент проявителя (в фотографических проявителях его не используют). Активно растворяет кристаллы бромистого серебра, обеспечивает сверхмелкозернистое проявление.

Для приготовления проявителя необходимо иметь все перечисленные химикаты, весы с точностью взвешивания 0,01 г, термометр с точностью измерения температуры 0,1 градуса, две колбы на 1л, мензурку с делениями по1 мл, дистиллированную воду (см. фото). Нарежьте несколько листов бумаги А4 пополам и сделайте навески каждого химиката на отдельной бумаге. Работать с химикатами необходимо в резиновых перчатках. Особую осторожность соблюдайте с едким калием. Не допускайте его попадания на кожу и одежду.
Известно, что фенидон и метилфенидон плохо растворяются в воде и хорошо растворяются в растворе щелочи. Налейте в колбу примерно 300 мл воды и растворите в ней щелочь (едкий калий). Подсыпайте щелочь небольшими порциями, активно перемешивая раствор пластмассовой палочкой. Растворение щелочи в воде - экзотермическая реакция (реакция с выделением теплоты), поэтому, если высыпать в воду сразу всю навеску щелочи, колба может лопнуть от перегрева. После полного растворения щелочи, растворите фенидон. Раствор примет слегка розоватый оттенок.
Налейте во вторую колбу 500 мл воды и последовательно растворите сульфит и роданид аммония. Роданид аммония имеет неприятный запах аммиака, поэтому проводите работы в хорошо проветриваемом помещении или под вытяжкой. После полного растворения всех химикатов слейте, интенсивно перемешивая, оба раствора вместе и долейте водой до 1 л. Готовый проявитель должен быть совершенно прозрачным и иметь резкий запах аммиака. Отфильтруйте проявитель с помощью ватного тампона и воронки, перелейте в бутылку с герметичной пробкой, подпишите бутылку (название проявителя и дата изготовления) и поставьте ее в холодильник. В холодильнике проявитель может храниться не менее месяца.
Тщательно сполосните колбы, воронку и палочку для перемешивания под проточной водой.
Если проявитель получился мутным, имеющим бурый или иной цвет, содержит хлопья или осадок из нерастворенных химикатов, или не имеет запаха аммиака, значит, какой-то химикат непригоден для использования. Проверьте правильность наименований и срок годности всех химикатов, точность навесок и повторите приготовление проявителя.

Приготовление фиксажа

Чтобы проявленная голограмма не потемнела со временем под воздействием света, неэкспонированные микрокристаллы бромистого серебра должны быть удалены из эмульсионного слоя. Для этого фотопластинка обрабатывается фиксирующим раствором, в котором оставшиеся микрокристаллы бромистого серебра растворяются и выводятся из эмульсионного слоя. Для фиксирования фотопластинок ПФГ-03 используется простейший нейтральный фиксаж. Микрокристаллы бромистого серебра имеют очень маленькие размеры и их растворение в фиксаже происходит буквально за считанные секунды. Некоторые специалисты даже уверяют, что фиксировать фотопластинки после проявления в ГП-2 или ГП-3 вообще нет необходимости, так как большая часть бромистого серебра уже растворилась в проявителе. Это верно, но, для большей сохранности голограммы все же следует фиксировать фотопластинки.
Рецепт фиксажа приведен ниже.

Растворите сульфит натрия в 700 мл воды. Затем растворите тиосульфат натрия и доведите объем раствора до 1л. Растворение тиосульфата является эндотермической реакцией (реакция с поглощением тепла), поэтому воду для раствора желательно подогреть до 40-50 градусов. Готовый фиксаж совершенно прозрачен и не имеет запаха. Отфильтруйте раствор, перелейте в бутылку с герметичной пробкой, подпишите и поставьте бутылку в холодильник.
Тщательно сполосните колбы, воронку и палочку для перемешивания под проточной водой.

Приготовление спиртовых растворов для сушки голограмм

Для качественной сушки голограмм после химобработки используют растворы этилового спирта. Можно сушить голограмму сразу в 100%-м спирте. Но в этом случае спирт быстро набирает воду и качество сушки быстро ухудшается. Поэтому, для большей экономии спиртов сушку проводят в три этапа - последовательно в 50%-м, 80%-м и 100%-м спиртах (если быть точным, обычный спирт имеет концентрацию 96%). Приготовьте растворы спиртов в следующей последовательности:
50%-й спирт - слейте вместе и перемешайте 500 мл воды и 500 мл спирта,
80%-й спирт - слейте вместе и перемешайте 200 мл воды и 800 мл спирта.
Растворы спиртов разлейте по герметичным бутылкам, подпишите и поставьте в холодильник.

Литература.
1. H.I. Bjelkhagen "Silver-Halide Recording Materials (for Holography and Their Processing)", Springer Series, USA, 1993.
2. Т. Джеймс "Теория фотографического процесса", Ленинград, "Химия", 1980.
3. Усанов Ю.Е. "Влияние состава проявителя на свойства голографического изображения", Регистрирующие среды для голографии (сб. статей), Наука, Лен. 1975, стр.98.
2. T.H. James "The Theory of the Photographic Process", Macmillan Publishing Co., New York, 1977.
-->

Copyright (c) 2003-2004 Сергей Воробьев (Holography.Ru)

| Галерея голограмм | О голографии | Студии голографии |