© 2002 р. О. М. Козаков, В. Ю. Воронцов icon

© 2002 р. О. М. Козаков, В. Ю. Воронцов




Скачати 97.34 Kb.
Назва© 2002 р. О. М. Козаков, В. Ю. Воронцов
Дата30.07.2012
Розмір97.34 Kb.
ТипДокументи

УДК 771.537

© 2002 р. О.М.Козаков, В.Ю.Воронцов



Чернівецький національний університет ім.Ю.Федьковича, Чернівці


МЕТОД РОЗРАХУНКУ ПОГЛИНАННЯ І РОЗСІЮВАННЯ

ВИПРОМІНЮВАННЯ В БАГАТОШАРОВИХ

ФОТОГРАФІЧНИХ МАТЕРІАЛАХ


На основі методу статистичного моделювання (Монте-Карло) створено алгоритм і програму розрахунку розподілу поглинутого випромінювання в багатошаровому фотографічному матеріалі. Як приклад наведено розрахунки коефіцієнтів поглинання і функцій передачі модуляції часткових емульсійних шарів реального тришарового галогенсрібного фотографічного матеріалу.


The computation algorithm and a routine has been developed based on Monte-Carlo simulation approach for calculating of distribution of absorbed radiation by multilayer material. As an example, we represent calculation of absorption coefficients and modulation transfer functions for layered emulsions of a real three-layer halogen-silver photomaterial.



Відмітною рисою сучасних фотографічних матеріалів є їх складна структурна будова 1. Усі відомі фірми-виробники фотоматеріалів у даний час освоїли технологію виготовлення зональних емульсійних світлочутливих шарів, відповідно до якої кожний з них складається з двох чи навіть трьох часткових шарів, що мають різну дисперсність і чутливість. Можна вважати, що емульсійний шар має близько десяти часткових шарів, що мають різні сенситометричні, структурні й оптичні параметри. Прогнозування фотографічних характеристик таких фотоматеріалів вимагає володіння методами розрахунку розподілу діючої експозиції по об’єму емульсійного шару. Зокрема, такий розподіл цілком визначає оптичну функцію передачі модуляції (ФПМ) фотоматеріалу. Не менш важливо знати, яка кількість актинічного випромінювання поглинається в кожному світлочутливому шарі, тобто їх коефіцієнти поглинання (КП). Така задача є предметом оптики світлорозсіюючих середовищ. У даний час існує чимало методів розрахунку одношарових емульсійних систем 2. В основному вони базуються на аналітичних методах рішення рівняння переносу випромінювання. У ряді робіт подані методи розрахунку ФПМ двошарових матеріалів 3,4. Пропоновані аналітичні рішення дуже громіздкі і їх досить складно розширити для фотоматеріалів із багатошаровою структурою.

Як приклад на рис.1 зображено структуру негативної плівки фірми “Фудзі” 1:


1




2

синій

3

4

5




6

зелений

7

8

9




10

червоний

11

12

13




14




15





Рис. 1. Структурна будова сучасної фотографічної негативної плівки

1 – захисний шар; 2 – 4 – синьочутливий емульсійний шар, який складається з високочутливого 2, середньочутливого 3 і низькочутливого 4 шарів; 5 – жовтий фільтровий шар; 6 – 8 – зеленочутливий емульсійний шар, який складається з високочутливого 6, середньочутливого 7 і низькочутливого 8 шарів; 9, 13 – проміжні шари; 10- 12 – червоночутливий емульсійний шар, який складається з високочутливого 10, середньочутливого 11 і низькочутливого 12 шарів; 14 – протиореольний шар; 15 – основа.

У даній роботі пропонується метод розрахунку розподілу актинічного випромінювання в багатошаровому матеріалі, який грунтується на використанні процедури статистичного моделювання поширення квантів оптичного випромінювання у світлорозсіюючому середовищі (метод Монте-Карло) 5. Алгоритм обчислення складений так, що дозволяє розраховувати коефіцієнти поглинання і ФПМ фотоматеріалів із кількістю часткових складових шарів від 2 до 10. При цьому обчислюється як сумарна ФПМ і КП шару, так ФПМ та КП часткових шарів.

Як модель для презентації методу обраний тришаровий фотографічний матеріал. Відомо [2], що розподіл діючої експозиції по об‘єму шару визначається величиною і поєднанням оптичних параметрів непроявленої емульсії: показника послаблення , альбедо однократного розсіювання  =  / , (  - показник розсіювання); індикатриси розсіювання елементарного об‘єму Х(), ( - кут розсіювання); оптичної товщини шару  =   Н, (Н – геометрична товщина емульсійного шару). Тому принципово важливим моментом є дослідження залежності ФПМ і КП від значень саме оптичних параметрів складових шарів і визначення оптимального взаєморозташування останніх. Тільки після цього можна розв‘язувати наступну, не менш важливу задачу – яким чином забезпечити необхідні значення величин оптичних параметрів. Наприклад, якщо необхідно забезпечити певне значення показника послаблення того чи іншого часткового шару, то це можна зробити кількома шляхами: 1) змінюючи середній розмір емульсійних мікрокристалів (МК); 2) змінюючи ступінь полідисперсності МК; 3) змінюючи форму МК; 4) змінюючи об'ємну концентрацію МК.

У випадку визначення ФПМ вважали, що всі три часткових шари складаються з однієї і тієї самої емульсії. При цьому різне значення оптичних властивостей шарів досягається за рахунок різної об'ємної концентрації МК.

Як вихідна взята бромсрібна емульсія з такими параметрами: середній розмір МК d = 0.5 мкм; форма МК – кубооктаэдрична; ступінь полідисперсності CV = 30 %; функція розподілу МК за розмірами – логарифмічно нормальна. Геометрична товщина часткових шарів підібрана таким чином, щоб усі вони мали однаковий нанос срібла -  2 гAg/м2. За вихідними величинами структурних показників фотоматеріалу були розраховані оптичні параметри кожного часткового емульсійного шару для довжини хвилі  = 440 нм 6.

Структурні й оптичні параметри шарів наведені в таблиці 1.

Таблиця 1

Характеристика

емульсійного шару

Позначення часткового шару

Об‘ємна концентрація AgBr, %

Геометрична

товщина, мкм

Висока концентрація

В

26

2.0
^

Середня концентрація


С

15

3.4

Низька концентрація

Н

11

4.8



Рис. 2. ФПМ шару зі структурою В-С-Н.


На рис. 2 показані ФПМ фотошару з розташуванням часткових емульсійних шарів В-С-Н. Тут і далі темні індекси відповідають шару з високою (В) , напівтемні – із середньою (С) і світлі – з низькою (Н) концентраціями галогеніду срібла. Найкраща ФПМ у концентрованого шару, а найгірша - в шару з низькою концентрацією. Здавалося б, що так і повинно бути. Відомо, що з підвищенням об'ємної концентрації мікрокристалів ФПМ підвищується. Однак при інверсному розташуванні часткових шарів ситуація змінюється на протилежну. Тепер найвищу ФПМ має шар із низькою концентрацією (рис. 3). У багатошаровій системі першорядне значення має не концентрація частинок, а розташування шару. Цей факт можна пояснити двома причинами. По-перше, раніше було показано [7], що інформація про передачу шаром різних просторових частот розподіляється по товщині шару нерівномірно. У поверхневому шарі записується інформація переважно про високі просторові частоти. Низькі просторові частоти записуються практично рівномірно по всій товщині емульсійного шару.



Рис. 3. ФПМ шару зі структурою Н-С-В



Рис. 4. ФПМ матеріалів з різним розташуванням часткових емульсійних шарів


По-друге, діюча експозиція також нерівномірно розподіляється по глибині. Зі збільшенням глибини її величина зменшується, причому значно швидше, ніж за законом Бугера. Саме тому ФПМ верхнього часткового шару завжди вище, незалежно від концентрації галогеніду срібла. Більша відносна «вага» верхніх шарів через нерівномірність розподілу експозиції пояснює положення сумарних ФПМ фотоматеріалу. Вони завжди розташовуються між ФПМ верхнього і середнього часткового шарів (за умови однакового наносу срібла в часткових шарах).

На рис. 4 зображені ФПМ фотографічних матеріалів з різними варіантами розташування часткових шарів. Найкращі ФПМ мають матеріали з концентрованим верхнім шаром. Найгірші характеристики в матеріалів з низькою концентрацією частинок у поверхневому шарі. Для порівняння тут наведена ФПМ одношарового матеріалу, який отриманий перемішуванням усіх часткових шарів і має, відповідно, однорідну будову. Примітно, що її величина не є деяким середнім значенням, а знаходиться ближче до гірших зразків.

Для дослідження впливу розташування шарів на їх КП вибрано іншу модель фотоматеріалу. Як і в першому випадку, часткові шари мали однаковий нанос срібла, але різний розмір емульсійних МК. Оптичні параметри кожного часткового емульсійного шару, як і у випадку першої моделі, було визначено згідно з 6 для довжини хвилі  = 440 нм. Структурні й оптичні параметри шарів наведено в таблиці 2. Результати розрахунку КП часткових шарів при різних схемах їх взаємного розташування показано в таблиці 3. Порядок розташування шарів починається від поверхні.

Таблиця 2



шару

Н, мкм

d, мкм

, мкм-1



1

7.75

0.7

1.16

0.987

2

5.1

0.5

1.75

0.991

3

2.0

0.3

4.5

0.996



Таблиця 3




Схема розташування шарів

Коефіцієнт поглинання, %

Шар № 1

Шар № 2

Шар № 3

1/2/3

42.9

12.6

2.2

3/1/2

23.9

5.2

19.9

1/3/2

41.4

6.7

7.1


Зауважимо, що всі часткові шари мають однакову оптичну товщину  і різну поглинальну здатність  (табл.2). Але кількість поглинутого випромінювання в кожному з шарів зовсім не пропорційна  і дуже істотно залежить від їх положення. Наприклад, шар № 3 в першому і другому варіантах. Розташування інших шарів при незмінному положенні певного шару на поглинання впливає не суттєво. Наприклад, шар № 2 у другому і третьому варіантах; шар № 1 в першому і третьому варіантах.

Таким чином, запропонований метод дозволяє детально досліджувати вплив оптичних і структурних параметрів часткових шарів на їх поглинальну здатність і різкісні властивості. З попередніх розрахунків можна зробити висновок, що, з точки зору різкісних властивостей, найкращою структурою багатошарового матеріалу є така, коли зі збільшенням глибини зменшується об'ємна концентрація мікрокристалів. ФПМ кожного часткового шару більшою мірою залежить від його розташування, ніж від об'ємної концентрації галогеніду срібла. Загальна кількість енергії, поглинутої частковим шаром, теж суттєво залежить від глибини його розташування і може змінюватися в кілька разів.

Результати, наведені в даній роботі, підтверджують актуальність розробки методів розрахунку розподілу діючої експозиції в багатошарових фотографічних матеріалах для аналізу формування їхніх фотографічних характеристик.

^

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ


  1. Редько А.В. Основы фотографических процессов. - СПб.: Лань, 1999. - 512 с.

  2. Иванов А.П., Лойко В.А. Оптика фотографического слоя. - Минск: Наука и техника, 1983. - 303 с.

  3. Валентюк А.Н., Предко К.Г. Структурометрические свойства многослойных регистрирующих материалов //Тез. докл. конф. «Фотографические процессы на основе галогенидов серебра». Черноголовка, 1983. С.40.

  4. Лебединский Ю.А. Методы расчета передаточных характеристик анизотропно рассеивающей среды //Автореф. дис. …канд. физ.-мат. наук. Минск: ИФ АН БССР, 1987. - 15 с.

  5. Михайлов Г.А. Некоторые вопросы теории методов Монте-Карло. - Новосибирск: Наука, 1974. 142 с.

  6. Козаков О.Н., Кулипанов С.А., Лойко В.А. Оптические параметры бромсеребряных эмульсий в ультрафиолетовой области спектра //Журн. науч. и прикл. фотографии. 1993. - Т. 38. - № 6. - С. 22.

  7. Козаков О.Н. Метод управления функцией передачи модуляции галогенсеребряного фотографического материала //Журн. науч. и прикл. фотографии. 2001. - Т. 46. - № 6. - С. 43.



Kozakov O.M.,

Computation of absorption and scattering of radiateon in multilayer photomaterials



Схожі:

© 2002 р. О. М. Козаков, В. Ю. Воронцов icon© 2002 р. О. М. Козаков, В. Ю. Воронцов
move to 195-24223
© 2002 р. О. М. Козаков, В. Ю. Воронцов icon© 2000 р. О. М. Козаков, І.І. Лазурка
move to 195-23771
© 2002 р. О. М. Козаков, В. Ю. Воронцов iconНавчально-методичні матеріали
Мазурин А. В., Воронцов И. В. Пропедевтика детских болезней. – Спб.: Фолиант, 2000. – 928с
© 2002 р. О. М. Козаков, В. Ю. Воронцов iconНавчально-методичні матеріали
Мазурин А. В., Воронцов И. В. Пропедевтика детских болезней. – Спб.: Фолиант, 2000. – 928с
© 2002 р. О. М. Козаков, В. Ю. Воронцов iconМонография Волгоград «Парадигма»
Макаров 1990; Попов 2005 и пр.), но и в работах по национализмоведению и исторической энтологии (см.: Андерсон 2001, Вердери 2002,...
© 2002 р. О. М. Козаков, В. Ю. Воронцов iconДокументи
1. /2002-2006/русс. вариант/1.0. Неорганическая химия 2002-2006.doc
2. /2002-2006/русс....

© 2002 р. О. М. Козаков, В. Ю. Воронцов iconДокументи
1. /NMON-1239.doc
2. /dodatok1.docx
© 2002 р. О. М. Козаков, В. Ю. Воронцов iconДокументи
1. /metod_rek_zhurnal/7.орчхн.вимоги математика.doc
2. /metod_rek_zhurnal/Jurnal_V_IX.pdf
© 2002 р. О. М. Козаков, В. Ю. Воронцов iconДокументи
1. /doc/Exp/Solutions/10 клас/Розвязок експеремент 10кл - 2.doc
2. /doc/Exp/Solutions/10...

© 2002 р. О. М. Козаков, В. Ю. Воронцов iconДокументи
1. /doc/Exp/Solutions/10 клас/Розвязок експеремент 10кл - 2.doc
2. /doc/Exp/Solutions/10...

Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи