книги из ГПНТБ / Гущо Ю.П. Фазовая рельефография

ЗА К Л Ю Ч Е Н И Е

Вобласти создания систем фазовой рельефографии различных назначений уже достигнуты достаточно зна­

чительные успехи. Телевизионные проекторы с масля­ ными деформируемыми слоями около двух десятилетий используются в системах черно-белого и цветного теле­ визионного вещания, в учебном телевидении, в научных исследованиях, в аппаратуре тренажеров, в военной технике ряда зарубежных стран [Л. 4, 5]. Нашли прак­ тическое применение и рельефографические системы с термопластическими деформируемыми сдоями [Л. 3].

Что касается многообещающих рельефографических си­ стем с гелеобразными слоями, то они еще находятся в стадии лабораторных исследований.

Изложенный в книге материал позволяет наметить следующие направления дальнейшего совершенствова­ ния систем фазовой рельефографии:

в области записи электрических сигналов

1) совершенствование имеющихся и создание новых систем, предназначенных для приема изображений в черно-белом и цветном вариантах от стандартной сети телевизионного вещания на большой экран;

2) разработка систем вывода буквенно-цифровой и графической информации из ЭВМ на экраны индиви­ дуального и коллективного пользования;

3)разработка систем, способных воспроизводить объемные телевизионные изображения на основе голо­ графических или других методов;

4)разработка систем оптической пространственной фильтрации с электрическим входным сигналом, управ­ ляемым с помощью ЭВМ;

5)разработка емких долговременных и оперативных запоминающих устройств с возможностью выборочной

перезаписи части информации; 6) разработка систем малокадрового телевидения

с управляемой длительностью кадра и выводом полу­ тоновых или штриховых изображений на экран инди­ видуального или коллективного пользования;

7) разработка различных систем копирования и раз­ множения информации;

140

вобласти записи электромагнитных излучений

1)создание усилителей и преобразователей света различных назначений, в частности разработка преобра­ зователей и усилителей света в инфракрасном диапазоне

сдлиной волны более 2 мкм\

2)разработка систем с оптическим входом и выхо­ дом для работ с опасными или недоступными источни­ ками излучения;

3)создание устройств долговременной и оператив­ ной памяти н ввода — вывода информации для оптиче­ ских вычислительных машин;

4)создание систем оптической обработки информа­ ции методами оптической пространственной фильтра­ ции и голографии. Преимущества систем фазовой рельефографни заключаются в этом случае в примене­ нии фазовых дифракционных решеток рельефного носи­ теля, не подверженных усадке, допускающих много­ кратное использование и не требующих применения проявляющих веществ;

5)создание носителей, заменяющих галоидосеребря-

ные фотографические и электрографические носители в копировально-множительных системах и позволяю­ щих перенести методы фотографии на инфракрасный диапазон спектра.

Перспективы применения рельефографическнх систем с механическим и магнитным входными сигналами за­ висят от результатов дальнейших исследований и пока еще не поддаются определенной оценке. Может, в част­ ности, оказаться целесообразным применение пневмопластической записи в системах пневмоавтоматики и систем записи с поверхностно-активным веществом для целей копирования и в криминалистике.

Общее представление о характеристиках различных систем фазовой рельефографни можно получить из рас­ смотрения табл. 3-1.

Плотность рельефной записи, как следует из табли­ цы, достигает 500 линий/мм и в ряде случаев не усту­ пает разрешению, полученному в классической фотогра­ фии. Большой плотностью отличаются фотопластическая,

141

теоретически предел разрешения определяется размера­ ми молекул. Системы рельефной записи в светочувстви­ тельном конденсаторе и некоторые системы записи ионным потоком имеют разрешение около 20 линий!мм. Получению большего разрешения пока препятствуют технологические трудности, преодолев которые удастся поднять плотность записи до 100 линий!мм. Однако во многих конкретных случаях плотность 10—20 линий/мм, сравнимая с плотностью телевизионных изображений, оказывается вполне приемлемой.

Большинство методов фазовой рельефографшг, кроме некоторых фотомеханических, позволяет использовать носитель многократно. Количество циклов «запись—■ стирание» зависит от вида п свойств деформируемого слоя и от степени его изменения под воздействием про­ цессов записи и считывания. Долговечность деформи­ руемых слоев при многократном использовании еще мало изучена. Наибольшей долговечностью (не менее 1010 циклов) обладает запись на гелеобразных слоях, при которой электронная и ионная бомбардировка но­ сителя отсутствует.

Важной величиной, характеризующей систему фазо­ вой рельефографпи, является длительность одного цикла «запись — стирание». Это время складывается пз вре­ мени преобразования входного сигнала в рельеф плот­ ности деформирующих сил, времени проявления п сти­ рания поверхностного рельефа (включая п время тепло­ вого проявления п стирания рельефа при термопласти­ ческой записи) н времени считывания.

Время оптического считывания, составляющее не­ сколько наносекунд, мало по сравнению с длительностью других процессов.

'Время образования и стирания рельефа при записи на масляных, жидких термопластических и гелеобраз­ ных слоях, не требующей теплового проявления, может быть уменьшено до 1 мсек и даже ее долей. Как было показано, это время определяется в основном отноше­ нием механической постоянной времени деформируемо­ го слоя к постоянной времени релаксации деформирую­ щих сил.

Скорость образования рельефа на твердых термо­ пластических слоях, помимо этого, сильно зависит от температурного режима проявления. В зависимости от метода теплового проявления и параметров носителя

144

записи время образования и стирания рельефа может меняться от сотых долей секунды до нескольких секунд. Уменьшить время теплового проявления можно путем уменьшения толщины деформируемых слоев и толщины носителей записи в целом, увеличения мощности нагре­ вателя и правильного подбора тепловых характеристик материалов носителя записи. Тепловое проявление явля­ ется «сухим» процессом; оно осуществляется более про­ стыми приемами, чем «мокрое» проявление в фотографии и «сухое» в электрофотографии, где применение порош­ кообразных проявителей связано с необходимостью осуществлять дополнительные технологические опе­ рации.

Время преобразования входного сигнала в рельеф плотности деформирующих сил зависит от метода запи­ си. Например, электронным лучом один элемент изо­ бражения формируется менее чем за 1 мксек, однако следует учесть, что ввод информации осуществлялся при этом последовательно. При осаждении заряда из ионизированной газовой среды рельеф сил формируется значительно медленнее, зато наносить информацию можно сразу на всю поверхность слоя. Минимальное время формирования входного сигнала для этих систем составляет сотые доли секунды.

Таким образом, полное время одного цикла «запись — стирание» в системах фазовой рельефографпи может составлять сотые доли секунды, что позволяет регистри­ ровать и отображать движущиеся объекты в реальном масштабе времени.

Чтобы значительно улучшить параметры систем фа­ зовой рельефографпи, необходимо решить ряд проблем, главными из которых, по нашему мнению, являются:

1)разработка рельефографических материалов и технологии изготовления носителей записи с более вы­ сокими параметрами п эксплуатационными характери­ стиками, в частности носителей, обладающих высокой стабильностью во времени и пригодных к многократ­ ному использованию;

2)углубление теоретических и экспериментальных исследований физических процессов в системах фазовой рельефографпи;

3)дальнейшее улучшение математических методов анализа и расчета систем фазовой рельефографпи и создание их математических моделей. Это необходимо,

145

с одной стороны, из-за сложности, а в некоторых слу­ чаях н невозможности постановки экспериментальных исследований, с другой—вследствие многообразия раз­ личных параметров и широкого диапазона их измене­ ний, затрудняющих для данных технических условий определение оптимального континуума параметров;

4) координация исследовательских и опытно-конс рукторских работ в области создания носителей записи, устройств управления записью и теплового проявления, устройств считывания, относящихся к различным обла­ стям знаний.

;=i

полученное методом неопределенных коэффициентов, имеет вид {z=d):

146

бражеиий, имеет вид при z=d. [Л. 51]:

получим:

147

полученное методом неопределенных коэффициентов, имеет вид:

148

При i = 1 из (П1-20) — (П1-22) найдем:

Подставив (П1-23)—(П1-25) в (2-40), после преобразований по­ лучим плотность электростатических сил на свободной поверхности незаряженного деформируемого слоя:

Если сГ| — заряд, наносимый на деформируемый слой, а 0 = 6 0 , —

заряд, оставшийся на поверхности слоя, то величину объемного заря­ да, проникающего внутрь слоя, можно определить по формуле

Вычислим нормальную плотность электростатических сил на по­ верхности слоя с учетом ослабляющего действия поля объемного за­ ряда при равномерном его распределении по толщине d, используя

149