感光材料
[拼音]:ganguang cailiao
[外文]:photographic material
利用物质在光照射下能发生物理或化学变化的性质而制作的记录影像的材料。随着科学技术的进步,感光材料的范围不断扩大,不仅可见光可以作为影像记录的辐射源,紫外线、红外线、X射线、γ射线和电子束等均可作为影像记录的辐射源,还有一些影像记录材料是对热和压力敏感的(见热敏成像材料和压敏成像材料),有时也把它们归入感光材料范畴。
特性
感光材料为适应各种用途,必须具备一定的感光特性,主要有感光度、反差和分辨率三种。
感光度
标志感光材料对光的灵敏程度。通常根据这一指标来确定某一感光材料获得最佳使用效果所需的曝光量。卤化银感光材料常用的感光度标准有ASA制(美国标准),DIN制(联邦德国标准),和ΓΟСΤ制(苏联标准);目前,正逐渐统一为国际标准ISO制(例如常用摄影胶卷的感光度为ISΟ100)。非银感光材料的感光度常表示为获得一定光密度的影像单位面积上所需的最小能量,如mJ/cm2。
反差
在黑白照相中原指影像的这一部分与另一部分的视觉亮度之差。感光材料的反差有各种量度和表示的方法,最常见的有三种:
(1)平均梯度 (��) 在表示感光材料所接受的曝光量和所产生的光密度间的关系的特性曲线上选定的两点之间连线的斜率。胶片种类不同选定的点也各异,柯达公司则称为反差指数。
(2)伽玛 (γ) 特性曲线的直线部分的斜率。多用于冲洗控制、航空负片和复制片。
(3)曝光量对数差 特性曲线上选定两点之间曝光量对数之差,主要用于相纸,根据这一差值的大小可将相纸划分为软、硬、特硬等规格。
分辨率
或称分辨本领,表征感光材料的辨别细部的能力,通常以每毫米中可区别的线条数来表示,目前摄影用胶卷的分辨率为50~100线/毫米。
分类
感光材料根据所用的光敏物质分为卤化银感光材料和非银感光材料两大类(见表)。卤化银感光材料的光敏物质是溴化银(有时含少量碘化银)或氯化银及其混合物的微晶。卤化银成像体系是历史最久的光化学成像体系,由于它具有一系列独特的优点,至今仍是一种用途最广的感光材料。在卤化银微晶上只要形成一个可显影中心,整个颗粒就能在显影过程中全部被还原为金属银。在一个颗粒上只需吸收四个光子就可以形成一个可显影中心,而一个典型的卤化银微晶(1μm3)大约含有1010个银离子。也就是说通过显影,光子的作用被放大了 109倍。正是这个极高的放大效率使卤化银感光材料在感光度上遥遥领先(见图)
卤化银可以感受波长为10-4nm(γ射线)到500nm的辐射,而且可以进行光谱增感,使它的敏感范围扩展到整个可见光区域(400~700nm)和近红外区域 (700~1300nm)。它能以多种方式形成彩色影像(见彩色感光材料),更真实地记录自然景色。卤化银体系的缺点是制备和冲洗工艺复杂,而且要消耗大量白银,全世界每年用于生产感光材料的白银约为 5kt。非银感光材料根据影像形成的特征可以分为光化学成像体系和光物理成像体系。在光化学成像体系中,光敏物质一般是以分子状态存在于感光层内并进行光学反应,因而都有很高的分辨率。在图中,光化学成像体系较集中于低感、高分辨率区域。非银感光材料虽然在感光度上远不及卤化银感光材料,但是它们大多制造工艺简单,价格低廉,干法加工,有些还可实时显示和写出即读。因此获得了迅速的发展和日益广泛的应用。高能光源激光的应用,将使非银感光材料在影像和信息记录中发挥更大的作用。
结构
感光材料都采用多层结构,主要有支持体、感光层和各种辅助层。通常在辅助层中有底层(或称底膜),涂在支持体上,以使其他涂层能牢固地附着在支持体上;间隔层,处于各涂层之间以防各层间窜层现象;保护层,处于最上层用以防止感光材料受到机械损伤;背面涂层,可起到防止卷曲和防光晕作用(光线从支持体反射而造成图像模糊的现象称为光晕)。
用途
早期的感光材料主要用于摄影的成像过程,故也称为照相材料。目前,感光材料已广泛应用于摄影、电影、电视、文化教育、医疗诊断、资料复制、印刷制版、无损探伤、电子工业、高能物理、天文研究、地理地质、资源勘探、航空遥感以及军事侦察和公安司法等各个方面。由于信息技术的迅速发展,感光材料作为一种信息记录介质,将在计算机技术和信息存贮中具有特殊的重要性。
- 参考书目
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- 菊池真一著,赖荫隆译:《照相化学》,轻工业出版社,北京,1981。(菊池真一著:《写真化学》,4版,共立出版株式会社,�|京,1976。)
- T.H.James,The Theory of the Photographic Process,4th ed.,MacMillan Pub.Co.,New York,1977.
- B.H.Carroll et al., Introduction to Photographic Theory,John Wiley & Sons,New York,1980.
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