Файл: Гущо Ю.П. Фазовая рельефография.pdf

Рис. 4-8. Зависимость коэффициента свето­

зоне глубин фазовой решетки от ЫО-6 до 6 -1 0-е см данная оптическая система обеспечивает линейную пе­ редачу градаций яркости на экране, причем для всего диапазона отношение ^4/Л.<0,1, что вполне осуществимо на практике.

Щелевые оптические устройства применяют главным образом при условии линейной зависимости р от ср. В этом случае светоотдачу можно вычислить по упро­ щенной формуле

ветствующий ей угол набега фазы при заданной величи­ не параметра а.

4-3. Фазоконтрастная оптика

Метод фазового контраста, как и щелевой, можно использовать для преобразования фазовых изменений считывающего потока света в градации яркости. На рис. 4-9 изображена схема воспроизведения записи на

98

деформируемом слое по данному методу. Изображение щели 3, переносимое в световом потоке от когерентного источника света 1, через конденсор 2 и диафрагму о проецируется с помощью объектива 4 на визуализирую­ щую пластинку 6, осуществляющую сдвиг световой вол­ ны на четверть периода. Экран 8 в отсутствие записи на носителе 5 освещен равномерно. Если поверхность носителя 5 деформирована, часть светового потока от источника с помощью объектива 7 попадает на экран, минуя визуализирующую пластину 6. Вследствие интер­ ференции световых лучей, прошедших и не прошедших

Рис. 4-9. Схема фазоконтрастного оптического устрой­ ства.

через пластину 6, в зависимости от величины разности фаз яркость экрана уменьшается или увеличивается по отношению к среднему его фону. Этотфон приводит к снижению контраста получаемого изображения.

Напомним, что в щелевой оптике световой поток, не отклоненный фазовой решеткой, полностью задерживает­ ся второй щелевой диафрагмой и не попадает на экран. Щелевые устройства не предъявляют каких-либо требо­ ваний к когерентности используемого света. Последнее обстоятельство особенно важно для систем отображе­ ния с большим экраном, так как позволяет использо­ вать не лазерные, а обычные тепловые источники мощ­ ного светового излучения.

Из-за необходимости применять когерентные источни­ ки света и наличия светлого фона на экране в отсутст­ вие записи метод фазового контраста обычно исполь­ зуют лишь для исследования параметров записи и в ви­ де исключения для ее воспроизведения. Так, в [Л. 42] подобный метод применен для считывания записи с де­ формируемого слоя толщиной в четверть длины волны света.

4-4. Электронное считывание

Электронное считывание применяют при необходимо­ сти воспроизводить рельефную запись с очень высоким разрешением, превышающим 100 линий/мм, и в систе­ мах с относительно малыми размерами экранов. Его можно использовать для преобразования рельефной записи в электрический сигнал.

Идея способа считывания в рельефографни заимст­ вована нз электронной микроскопии [Л. 73]. Для визуа­ лизации неровностей различных поверхностей в зависи­ мости от природы, состояния поверхности и других фак­ торов применяют электронные микроскопы просвечиваю­ щего и отражающего типов.

Чтобы получить изображение поверхности предмета просвечиванием, используют явление рассеяния быстрых электронов при прохождении через тонкий слой вещест­ ва, сопровождающееся их отклонением от первоначаль­ ного направления. Скорость электронов при этом ме­ няется незначительно. При увеличении толщины слоя рассеивающего вещества доля рассеянных электронов, приходящаяся на большие углы рассеяния, возрастает. Таким образом, на коллекторы электронов в зависимо­ сти от глубины рельефа деформируемого слоя будет попадать большее или меньшее количество электронов. Вызванные ими изменения потенциала коллектора мо­ гут быть зафиксированы, в частности, с помощью осцил­ лографа.

При считывании просвечиванием используют элек­ троны повышенной энергии. При торможении быстрых электронов в деформируемом слое выделяется, однако, тепловая энергия, которая может привести к его разру­ шению. Кроме того, в слое накапливается заряд, кото­ рый может вызвать пробои и искажения записи и счи­ тывания при повторных циклах использования носителя. С накоплением заряда борются металлизацией слоя.

В принципе запись и считывание можно осуществить

. как одним, так и двумя раздельными электронными лу­ чами. При построении устройств считывания просвечи­ вающего типа в отличие от отражающих совмещение одних функций в одном луче встречается с определен­ ными трудностями.

Поэтому в рельефографни чаще применяют отража­ тельные устройства электронного считывания. Для этого

100

деформируемый слой покрывают тонким металлическим слоем пли фотопроводником, подвергаемым непрерыв­ ной засветке и играющим роль проводящего слоя [Л. 24]. При облучении металлизированной поверхности деформируемого слоя электронами в зависимости от на­ клона стенок канавки большее или меньшее количество вторичных и отраженных электронов попадает на два коллектора, включенных .по дифференциальной схеме, подобной оптическому устройству, схема которого изо­ бражена на рис. 4-6.

Метод электронного считывания позволяет воспроиз­ водить как полутоновые, так и штриховые изображения.

Г л а в а п я т а я

ТЕМПЕРАТУРНЫЕ РЕЖИМЫ РЕЛЬЕФОГРАФИЧЕСКИХ НОСИТЕЛЕЙ

5-1. Введение

Характеристики рельефной записи сильно зависят от температурного режима ее носителя. В различных си­ стемах записи температурные режимы носителей значи­ тельно отличаются друг от друга.

Температурный режим жидких и упруговязких слоев стабилизируют специальным термостатнрующим уст­ ройством. В проекторе типа «Эйдофор», например, тем­ пературу металлического зеркала, служащего подлож­ кой для масляного слоя, поддерживают постоянной устройством водяного охлаждения. В другом варианте этого проектора рабочую температуру масляного слоя стабилизируют подогревателем на более высоком уров­ не, чем температура окружающей среды. В обоих слу­ чаях рабочая температура масла должна соответство­ вать оптимальному режиму работы системы.

При применении твердых термопластиков, нанесен­ ных на гибкую движущуюся ленту или на поверхность жесткой неподвижной пластины, необходимо использо­ вать для проявления записи ' нестационарные режимы с большими перепадами температуры как по времени, так и по толщине деформируемого слоя.

Пространственно-временные перепады температуры в деформируемых слоях создают с помощью импульс­ ного нагревания. На подвижном носителе нестационар­ ный температурный режим возникает при его протяжке

101

вдоль непрерывно работающего источника тепла конеч­ ной ширины. Поскольку площадь нагреваемого участка

слоя, либо к поверхности подложки, используя инфра­ красное излучение, нагретую газовую пли жидкую сре­ ды, нагретый металлический барабан.

Расчет температурного режима носителя для первой группы устройств основывается на решении уравнения теплопроводности с внутренним источником тепла, для второй — с внешним источником тепла.

. Экспериментальные исследования проявления пока­ зывают, что качество рельефной записи зависит не толь-

102

ко от скорости нарастания температуры в деформируе­ мом слое, но н от скорости ее спада. Ускорить охла­ ждение носителя можно, в частности, принудительным обдувом холодной струен газа или жидкости пли нало­ жением на холодный массивный металлический барабан.

Рис. 5-2. Схемы теплового проявления записи внешним источ­ ником тепла.

проявление (фиксирование) записи с помощью нагретого (охлажденно­

Ниже мы детально рассмотрим расчет температур­ ных режимов носителей записи с внутренними и внеш­ ними источниками тепла п вопросы принудительного охлаждения его на металлическом барабане, а также опишем экспериментальную установку для исследования температурных режимов деформируемого слоя.

Следует отметить, что расчет температурных режи­ мов носителя приводит, как правило, к формулам, непригодным для ручного счета из-за их громоздкости. Однако применение вычислительной техники позволяет без особых трудностей рассчитать по ним его темпера­ турный режим.

103