автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.07, диссертация на тему:Исследование и применение оперативных методов и аппаратуры записи оптической информации на фототермопластических регистрирующих средах



клэддгствыш: ко;№ет ссср по народному образованию

Ордена Грузового Красного Знамени институт точноЛ механики и оптики

Па правах рукописи

ЛН.ШН Залернй Иванович

УДК 621.397

исследозанл ПР.КЕНЕНЖ ОЛЕРЛТЛНШ МЕТОДОВ и аппаратуры

£лп:-;с:1 ол:-;изскоЯ ^эормлцлл на йотогьРаопяАСЗГ/ЯНЖК

срвдлх

Споц:;альнос?ь:05.11.С7-оптическ:!г и оптикоэлектронные

приборы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Санкт-Петербург - 1991

Работа выполнена в Молдавском государственном университете

Официальные оппоненты:

дЖ-м.н. ССТРСБСКЛЯ Ю.И. д.ф.-м.н. ЧЕРКАСОВ Ю.А. д.ф.-м.н. КУВШЛНС1Ш Н.Г.

Ведущая организаиия:Московский инженерно-физический институт

Защита состоится 1992 г. в /¿Г* часов на

заседании Специализированного Совета Д 056.26.01 по присуждению ученой степени доктора технических наук в Л*1Т1«10 (197101, Санкт-Петербург,ул.Саблинсквя,14).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ЛИТЫО. Отзывы на автореферат в двух экземплярах,заверенные печатью, просим направлять в адрес института¡197101.Санкт-Петербург, ул.Саблинская,14.

Автореферат разослан "'/<5" 'ЯЦ 199/г

/

/ Уче^

ченыП секретарь СпециалиЕИрсБзшдао Совзтй.к.т.н.,доцент Красавцев В.!.!.

0Б1ЦЛЯ ХЛРЛКТЕРИСТ11КЛ РАБОТЫ

Актуальность толп. Ведущиеся и последние годы интенсивные исследования в области разработки оптических и оптчкоолектрон-пг.х систем л приборов для регистрации л обработки интормашн предх.яиляпт существенно новые требования к используемым в них регистрирующим средам,которые дольни обладать высокой светочувст-вмтолмюстыо.Солыво!» >ш-тормаиаонио9 емкостью,мглыы вроменем получения информации ,роз:да-ностью многократного использования и представления информации в виде,удобном для увода в ЭВМ и саоти-коолектрошше устройства,сухи:-! и практичным методом получения изображения на ьч*сте л др. Одной из перспективных регистрирующих сред, б значительной степени удовлетворяющей пересиленным требованиям-,в настоящее время является ^ототермоплвстнчк»^-кие (ФТП) носители информации,на базе которых (ложно построить невь.й класс оптических регистрирующих приборов.

Ипвестны несколько вариантов разработанной аппаратуры записи оптической ин'Тормапм па ФТП регистрирующих средах,стличп-»гчцихеп друг от друга как своими техническими характеристиками, так и использует« методами и режимами гГототермопластической записи.К сожалению,следует констатировать,что до последнего времени разработчики аппаратуры ФТП записи больше спирались на имеющийся,подчас недостаточный,опыт,чек на надежно установленные Физические принципы регистрации информации на ФТП структурах.В полной мере слабость научной проработки вопроса отразилась уже в первой промышленной аппаратуре ФТП записи западногерманской ^нрыы Роттенколбер-Голо-Систем,отличавшейся,кок известно,ненадежной, критичной и нестабильной записью.

Сложность теоретической интерпретации ФТП процесса имеет объективные причины и связана прежде всего с тем.что ФТП процесс представляет собой неблагоприятный объект исследовсния,охватывающий широкий комплекс самосогласованных нелинейных взаимодействий и явлений электро^иоической.'Тотсэлектрической, электрогидродинамической природы.К началу работы над диссертацией особенно критически ситуация складывалась в теории и практике одновременного ФТП процесса.Научные публикации по одновременному способу записи информации содержали лишь фактически получен-

ный 'экспериментальны!--, материал с робкими попытками качестпон-ного объяснения результатов оксперимента.Бк-тошло ошибочное мнение о ток,что аппаратура записи на £ТП носителях с /уночне" структурой дебормЕции по своим информационным и шукошл» характеристикам уступает аппаратуре,обеспсчиваючоР запись с аст."регулярной деформацией морозного типа.Нелинейность £1'П процесса, в конечном счете определяющая рыходнус параметры записи .досматривалась на основе частотного анализа пкпискьссмого изображения па основной и коыбинирСЕачрых частотах I г/сгоннных или экспоненциально релаксирух-цах нагрузках кстодом гиорли ноз-1.'ущенлй .Не учитывалось пространственно-неоднородное гоииденче зарядного и релаксационных токов,что не позволило построить адекпатную модель £ТП процесса в единственно правильной. самосогласованно Я постановке задачи.Последовательная нелинейная теория одновременного 5ТП процессе вообще отсутствовала.Недостаточно ясное понимание ("изн-'еских процессов регистрации оптической информации на ФТП регистрирующих средах затруднило разработку эффективной регистрирующей аппаратуры и осознанный поиск ее перспективных прж.-.енепий.Необходимость ^изл'-'есксГ; интерпретации нелинейных кинетических явлений п процессе 5ГП заплел и их элективного использования при разработке ноеь-х методов и аппаратуры $ТП записи и определяет актуальность вкбранно? теки диссертации.

Цель работы:" Теоретическое и экспериментальное исследование процесса £ототериопластичес-ксЯ регистрации ин.Т-ор:«ацнн в одновременном и последовательном режимах записи .разработка 5-ТП регистрирующей аппаратуры и поиск ее перспективных применений.

Сформулированная цель в работе достигается решением следующих задач:

-статистический анализ структурсметричссклх.пространственно-частотных,информационных и шумовцх характеристик нерастрирсван нь'Х-ЗТП носителей с авторегулярной депортацией лунечноге типа и их влияние на технические характеристики аппаратуры 1ТП записи;

-улучшение качества регистрирующей аппаратура за счет резрабет ки ногкх методов растрирсБпйия и сгти'/нзаиии процесса записи растрированиях из ос-рачений;

о

-анализ метопов и ревдког, 5ТП записи ив основе оригинальное ие-лмеПно?! теории ззрядки -5 деформирования однослойных и двухслзЯ-hi.-x ФТП сгруктуо.их использование в пллгшагигр JT0 .зэгиси инфор-мпи.т;

--разраОотка многофункциональной аппаратуры £ТП записи и цифровой обработки изображена».поиск перспективных применений одноточечного ¿ТЛ ;;x'!o:ieccs.

Зусс.'ериуентзльпь1? исследования приводились с использованием шдероскогшческнхнштер^еренииомюх,оптических оригинальных бесконтактных методов контроле.При выполнении экспсрммоп-оэ.проведении теоретических расчетов.-мсльнпом моделировании, ¡^тлн-неч"' е-рабстко дянпь'х б.работе- очень кироко /спользоволгеь -ЗБМ.

Нг.уунач новизна работы состой? ч следующих новых результатах:

1.Впсрз!-:с проведены статисглчестмс исследования энергетического слоктиа раесэянич и структуромзтрическлх характеристик аеторэ-гулярноЯ деФсрмгцил луночного тлпэ.локеоавяие возможность повц-гаитпя рлзре'лакчцоА способности ФТП носителей и аппаратуры, записи на tlx основе за сет спонтанно!! самоорганизации луночного микрорельефа.

2.Развита и экспериментально подтверждено теории среднеквадратичной гранулярности ФТП изображений с луночной деформацией. Доказано,что ¡нумоаыо и информационные характеристики аппаратуры норастрирсввнно? ФТП записи определяется в основном Флуктуация-ми геометрического микрорельефа в согласии с фототермопластическим аналогом закона Селвлна.

3.Развита нелинейная э.чектрог.ододчяаьигоеская теория и проведено хмеленное моделирование СТО процесса на однослойных и цкух-слоГпьх деформируемы:: структурах с существенно нолинэйшдо всльт-амперннми характеристиками составляет,их слоев и ионного контакта,на базе результатов численного счета проведен сопоставительный анализ методсв и режимов одно- и двухэкдпозициокной записи

на ЗТП носителях опгаческоП информации.

4.Экспериментально подтверждены предсказываемое теорией суг,еот-повпние "жесткого" и "мягкого" режимов де?ормиров&иля,выход деформируемой £ТП структуры в динамическое кзазираяновееяе.взапуо-конкурениич изображений при двухзкспозициончо^ записи,экспозппи-

оникс л температурные зависимости одновременного 4ТП прснесс; определена их взаимосвязь с орган/за и,tер и техническими -<apai теристиками аппаратуры 5ТП записи.

5.Экспериментально найдены оптимальные условия и режимы ; егиг рации но аппаратуре ?ТП записи гологра<Тп'<есксЯ,интерферометра ческой и <.-пекл-(?стогрг>*ичоской информации.

Практическая значимоегь работы заключается в том,что:

1.Разработана многофункциональная аппаратура записи сптпчзскс информации на гибких и жестких ФТП носителях б одновременном, последовательнее (раздельном) и комбинированных режимах,f кот рой позкгсенная стабильность записи достигается за счет иегхл! зевания эффекта нелинейного огренииения амплитуды несущего рс оФно-фазового растра.

2.На уровне изобретении разработаны новые методы увеличения т решающей способности и отношения сигнал/сум аппаратуры £ТП :и пи си оптической информации путем линеГ-псго/тс ;счногс растрирс вания Ш структур созданием в них нелинейных пространстЕеннс неоднородных релаксационных токов требуемо" геометрии.

3.Экспериментально показана перспективность использования pas работанноП аппаратуры и режимов ЬТП записи б голсграфическо» интерферометрии,спгкл-ФотсграФпп,н2раэруша1С1цем контроле,измерениях деформаций и напряжений поляр/зеиионно-оптическим и mj арсвым методами.

4.Сездонк автоматизированные экспериментальные установки для исследования среднеквадратичной гранулярности 4'ГП изображений и динамического корреляционного контроля за процессом записи на деформируемых структурах голограФической :i интерферометрии i:cil информации.

5.Разработаны оригинальные бесконтактные методики определение структурсметрических,электрофизических и термоыеханических ne раметров ФТП структур и их составляющих слоев.

- Прикладные результаты работы и аппаратура для двухэкспо-зг.пиоккей регистрации информации на ФТП носителях внедрены в ЦКБ "Спектр" (г.Москва),на предприятии п/я В-2677 (г.Москва), в СКТЗ "Спскл" (г.Викн'.'.иа) .Копии авторских свидетельств и документов сб использовании результатов работы приведены в приложении к диссертации.

Научнее не:правление: Пели.гз'»»:/? статистические и клнети-оскис г.ш.ения V.' процессе .'-ототерисплвстической ■записи.агыа-ату;-» яж.мси и пс4;спскмвь практического использования 5ТП стода регистрации о.чтйчсской »ш-тор.'лйшж

.Теория среднеквадратичной гранулярности Фототермопластлчес-лх изображений и осноканпый на ней структурометричеекий ме-од С1 р^-дклонпя <Т отогра'Ьгчеокпч, информационных, рез о лььометри-еских л иу.'сьых характеристик аппаратуры ФТП записи оптичос-ой. ин^ормо1.'.-;и.

.Методы улучшения технических характеристик аппаратуры ГЛП алией за счет доказанной спонтанной самоорганизации лунеч-ого микрорельефа л моэкч способов линейного/точечного раст-лроьенля ([утотер;».онластлческлх изобретений путем создания в оставляъцих слоях ФТП структуры пространственно-неоднородных елаксеилонн:г< токсв требуемой геометрии.

.Способ согласованной визуализации некастрированных 4ТП изоб-ахенлй с использованием кон:-.чег:кой подсветил,базирующийся а проведенном систематическом анализе корреляционных и прост-анствеш-.с-честотных характеристик нерастрлрованных Фототер-опластлиескнх изображений.

.Нелинейная элсжтрогипрсдлнзмлческая теория одновременного/ оеледовательногс £ТЛ процесса 1; предсказанные на основе чис-енного моделирования способы и режимы оптимальной регистрами в аппаратуре ^ототермолластической записи растрлроЕанных эобраконий,голограмм и двухэкспоэиционньгс лнтер*ерограмм. •Концептуально-структурная схема л технические решения мо-улей и узлов разработанной аппаратуры £ТП записи одновременна .последовательным и комбинированным способами записи на нбкнх и жестких *ТП носителях информации отечественного про-зводства.

.Автоматизированные методики исследования среднеквадретич-ой гранулярности ¿ТП изображений и динамического корреляции много контроля за процессом записи на 'ототермопластиках астрировенных изображений,голограмм и интер^ерограмм. • Экспериментальные результаты по оптимизации одновременного Ш процесса записи голограш,спекл-$отогравий и интер^еро-рамч излучение:* непрерывных и импульсных лазеров с модули-эванкой добротностью в режиме одной и двух экспозиций.

8.Эксперт?I■'••альяие результаты,годтверчуушщие перспективность использован ..я одновременного ФТГ1 метода паписи в интерферометрии .спекл-^отограЛии и муаровом методе измерения дейор.мзплй и вибраций,доказанную при лабораторных испытаниях разработанных методов л аппаратуры <?ГП записи на образцах реальных объектов ответственного назначения ¡сотовых ошаконСтрукшях, композитных покрытиях п др.

В диссертации обобщены результаты работ.выполненных автором, самостоятельно или в соавторстве в 1980-1991 гг. в На-учпо- исследовательской лаборатории фототерыолластической записи Молдавского госунле'эреитета.Работа выполнялась в соответствии с плановыми заданиями. ГК СССР по пауке и технике,а с ЮСо г. в рамках Общесоюзной научно-технической программы 0.72.04 и Мекнуоовексй ;:рограмг«ы "Оптические процессоры".

Апробаыня пакеты .Основные результаты работы докладывались на ^екдун&родно:/! конгрессе по фотографической пауке (Китай, 1990) ;ХШ Международной конференции по когерентной и нелинейной оптике (Минск,198В)¡Международной конференции по проблемам голографии в науке,культуре и образовании (Ки-еь,1585);1У и Л Всесоюзных конференциях "Бессеребряные и необычные фотографический процессы" (Суздаль,1984;1988);1У и УЗ Всесоюзных конференциях по голографии (Ереван,1582;Ви-■Iебск,19УЭ);111 Всесоюзной конференции "Проблемы оптическсй памяти" (Ереван, 1907) ;1 Всесоюзной конференции по радиооп-•гп.че (Фрунзе,1961);1Г Всесоюзной конференции "Нормирование оптического изображения и кегоди его обработки" (Кишинев, 1985); Всесоюзной научно-технической конференции "ЭлектрограФ-ия-бБ" (Уоскб;-,1986) ¡Всесоюзной научнс-техшческьи конференции "Вы-сскоскоростпая Ф отогра*ия,^отсника и метрология быстропроте-ка.-гщмх процессов" (Ксскрз,1565) {Всесоюзном симпозиуме "Методы и приь'.екеьие голограф,¡ческой интерферометрии" ( Куйбышев, 1550);ежегодном Дне науки "¿изическле процессы при регистрации голограь';/ б регистрирую^^ средах на основе полимерных полупрсведкнков'ЧКпев ,15й7).

РазгаСотанныс с участием автора устройства.способы измерения параметров $1»! структур и методы их растрирования защищены 7 а£торскИ|.:п с^лдетельства;м на изобретения./^готовленный аппарат й-отоюруопластлческоЛ записи для спекл-фотографии

демонстрировался на Международных выставках "йм.бекс-ЗЗ" (Чехословакия,I9SS)."Советские изобретения" (Индия,1989); аппаратура Фототермопластичеекой записи "Термодата"-на Международной ярмарке ТИБ-93 (г.Бухарест,Румыния,1990).

Основополагающие положения диссертации вклкчены в цикл работ коллектива авторов,удостоенный Государственной премии ¡¿ССР в области науки и техники за 1987 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 20 статей в центральной печати,сделано 29 до*ладоа на Мегэдунзродкых (3) и Всесоюзных (25) конференциях.получено 7 азторских свидетельств на изобретения.Список основных работ автора, стра«а:о-1цих существо диссертации,приведен » кексе автореферата.Все теоретические и экспериментальные исследования,численные расчеты,Формулировка Физических моделей и идей на уровне изобретений выполнены лично автором или при его непосредственном участии.

Структура и объем. Диссертация состоит из введения,четырех глав,заключения,списка цитируемой литературы из 212 источников и приложения .Работа иело-кена на 2:39 странице/, машинописного текста,содсрдит 149 риеунхоз.В приложений приведены распечатки основных использованных программ,копии титульных листов авторских свидетельств на изобретения и документов об испытаниях и использовании результатов работы.

СОДЕККАН/З РЛЕОТЫ

Во введении обосновываются актуальность и новизна темы, настоячьг'с исследования;Формулируется цель и задачи ,ретаом:,-е в диссертационной работе,практическая значимость и основные положения,выносимые на зс-г,иту;излпгаотся краткое содержание работы.

3 первой главе проводится последовательнее; статистическое исследование фстотермоплостичоских; изображений с регулярной и авторегулярно?1 структурой деформации. Из двух типов авторегулярной деформации (морозная и луночкзя) основное вникание уделяется хаотической деформации луночного типа."сказано, что в рамках линейной теории рельефеоброзеззния критерием образования деформации луночного типа яплгетен наличие крупно-

масштабных в сравнении с обратной резонансной частотой затравочных микроиеоднородностей,согласно экспериментальным данным имеющих технологическую природу (включения и основе, ее микронеровности,ыикроцарапины,частицы пыла л т.п.).Формирование наблюдаемой на опыте квазиулорядоченной' луночной деформации является следствием нелинейности процесса деформирования фотэтермопластической структуры.В диссертации предложен новый механизм нелинейности процесса рельефосбразова-ния при одновременном, способе записи.возникающей в результате насыщения модулированной компоненты зарядного тока ФТП структуры о существенно нелинейными вольтампесными характеристиками ее составляющих слоев.Об определяющей роли отого эффекта в образовании деформации луночного типа свидетельствует тот факт,что квазиупорядочекна'я случайная деформация луночного типа присуща,насколько нам известно,исключительно одновременному ФТП процессу.

Проведено систематическое"исследование структурометрл— ческих характеристик квазиравновесной. луночной деформации и установлены общие закономерности и зависимости геометрических характеристик луночного микрорельефа от резонансной частоты спектра рассеяния и толщины термопластического слоя:

ÍtIx."1

А = (1,01 to.oóHp4

где Sp-резонансная частота деформации; К.-толщина ТП слоя; а,-средняя плотность лунок; Л. -среднее расстояние между лунками.Коэффициент пропорциональности линейно убьшает в области реологии термопластика с температурным коэффициентом ~т=-8.5'10""^ град"* и резко падает при температурах выше температуры текучести термопластика.Показано,что в квазиравновесных условиях лунки на деформированной поверхности упакованы кваэиплотно с координационным числом 6^1,причем смежные лунки накладываются друг на друга своими брустверами.Структурный фактор,отрезающий наличие ближнего порядка в расположении лунок,существенно отличен от единицы на низких и резонансных пространственных частотах и инвариантен стксситель-

но толщины ТП слоя и условий его деформирования.Полученные экспериментальные результаты свидетельствуют,что заряженная ФТП структура с деформацией луночного типа представляет собой Флуктуирующую самоорганизующуюся систему со специфическими свойствами.что опровергает примитивное представление о пробочном механизме образования луночной деформации.Упомянутая самоорганизация геометрического микрорельефа в процессе его образования проявляется в четырех Фундаментальных закономерностях, нашедших экспериментальное подтверждение:!) ав-топодстромке профиля лунки по максимуму актикорреляции корреляционной функции деформации;2) образовании квазиплотной упаковки лунок с перекрывающимися брустверамч;3)совпадении интерференционного максимума структурного фактора с резонансной частотой спектра рассеяния единичной лунки;4) инвариантности структурного фактора относительно условий деформирования.

В приближении слабопсрэкрывакщихся лунок изучено влияние статистики луночной деформации на ее пространственно-частотный спектр для пуассоновского и взятого из опыта квазиравновосно-го распределения геометрического микрорельефа.Проведен численный расчет коэффициента автокорреляции и энергетического .спектра рассеяния единичной лунки варьируемого профиля,удовлетворяющего условию несжимаемости,и дифрагирующей на луночной микронеровности световой волны.Показано,что кольцевая структура энергетического спектра рассеяния обусловлена несжимаемостью деформируемой среды.Независимо ст профиля лунки общей закономерностью в поведении коэффициента автокорреляции является его осциллирующий характер и наличии антикорреляции при определенных радиусах \ч ~ г- «зависящих от профиля лунки.С ростом величины относительного углубления лунки происходит незначительное ущирение ее автокорреляционной функции .Ва:*ной отличительней особенностью является значительное уширение энергетического спектра лунки при очень низком,либо,наоборот,очень высоком бруствере,возникающее как результат сильной "нелинейности" ее профиля.В случае высокого бруствера лунки энергетический спектр рассеяния имеет выраженный осциллирующий характер.С ростом Х4 наблюдается незначительное смещение (л>30 %) максимума спектра рассеяния в сторону меньших пространственных частот.Приближенные формулы,связывающие геометрические характеристики луночной деформации (радиус лунки г* .радиус углубления с^ .радиус антикоррелкции га) с резонансной частотой спект-

се. рассеяния,согласно результатам численного счета имеет

Энергетический спектр счи^'вагщей волны при амплитудах деформации о. 4 Л/?.2Г( ;г -Т>,где А -длина волны считывающего света, а-показатель преломления тэрмоплг?стлка,мало отличается от спектра рассеяния единично? лунки.С ростом енпди-туды деформации появляется низкочастотная ннтермодулянион-ная составляющая спектра,?, при > 0.4 видны также и сла-бсвнраженнне высшие дифракционные порядки.Общая ширина и ¡форма спектра рассеяния считывавшей волны при не слишком больших амплитудах деформации существенно зависят от грофиля лунки,в частности,Еири::с спектра минимальна при X, =3.4-0.5. Существенно,что резонансная частот« энергетического спектра счптывагщеГ: волны определяется только нормированным профилем лунки и не зависит ст ее амплитуды.

Проведенные структурометрические исследования луночного микрорельефа показали,что влияние взаимоупорядочекности о расположении лунок приводит к перераспределению энергии световой волны по пространственным частотам в низкочастотно? и гсзонансной.областях спектра в соответствии с частотной зависимость1? стг ктурно,го Фактора,определяемого статистикой расположения лунок на г.еФормирсяанной поверхности термопластического слоя.На основе измерений структурного Фактора доказано,что вклад коллективных эффектов е высокочастотное крь.ч ло спектра рассеяния считывавшей волны незначителен,поэтому изучение частотного распределения световой волны по частотам в этой области позволяет извлечь адекватную информацию о геометрическом профиле лукочноР цейсрмчции.Нйилучаие результаты при сравнении теоретического и экспериментального спектров рассеяния неСлкдкотся цл.ч лунок с относительным радиусом углубления X I =»0.42, причем именно этот профиль соответствует УйксимальноР амплитуде антикорреляпии деформации луночного тип?..

вид;

■ V =(0.741Т.35) Г=(0.55±0.0С;)

л I

• 1

Всестороннее исследование статистических и структуромет-спчески*- свойств деформации,проведенное в диссертации,позволило, с одной сторонх,оптимизировать процесс Еоспроизведенил нерзстр.г,;огян:;--,'л íTíl изобог:?:енлй теневым методом,что привело к созданию согласованно Л системы визуализации с конической подсветкой.С яругой стороны,базируясь на этих исследования'«',автору уось распзострянлть алроко известные в классической фотографии статистические методы исследования фотографических изображений х на 01Д процесс и,следовательно,ресить важнейшую проблему определения разрешающей способности аппаратуры &ГЛ записи'.

Развита статистическая теория среднеквадратичной (СК) гргнулкр.чоста нерветрлрзгаккых ¿Til изображений, с луночной структурой деформации.В явно:/ гиде вычислен фактор гранулярности G^^jü-VS '<х/Т как функция статистических ха-рактеристи:: луночного микрорельефа и определена предельная раэресаящая способность R' нерастрированных £ТП носителей при записи полутоновых изображений контраста к ¿ч г v\

л ¿'С % Л1 нк-' где ц,-отношение сигнал/сум.на базе оригинальной согласованной системы визуализации нерастрлрозанных рельефно-фазовых изображений с конической подсветкой л ПЭН5М "Лскра 226" разработан автоматизированный измерительный комплекс для экспериментального исследования среднеквалрлтичной гранулярности нерястрлро^янных £ТЛ изобретений,позволяет^ получать полную информация о Флуктуачиях интенсивности восстановленного изобретения в рг-мках корреляционной теории .Достоверность полу-•-еем^-х результатов, выбор трассы сканирования и точность Фокусировки пол визуализации изображения контролировались по измерениям полуширины корреляционной функции исследуемого случайного процесса.Результаты снспериментальных исследований показали,что относительные флуктуации интенсивности восстановленного изображения уменьшаются с ростом плоцади сканирующей апертуры.Численное значение / зависит от яркости восстанавливаемой градации оптического клина и для ТП слоя с резонансной частотой V-, =270 изменяется в пределах 0.09-0.30 для темной л 0.03-0,13 для светлой градаций при со-

ответствующэм изменении среднего числа },г лунок ко апертуре считывания в пределах 2-120.Установлено,что статистика луночной деформации зависит от яркости записываемого изображения .причем на его темных градациях можно говорить о пу-ассоновском законе распределения лунок.С ростом яркости градаций изображения лунки пространственно упорядочиваютсл.что приводит к уменьшению относительных флуктуаций бт/ X на светлых градациях.При апертурах-^[""{Г > 18 г/км ( >20) на исследованных ФТП носителях с хорошей точностью выполняется закон Селвина.Фактор гранулярности зависит от яркости градаций изображения и составляет 0.5-1.5 мкм.что сопоставимо с величиной О для галогенсеребряиых фотографических материалов высокой и средней чувствительности.Численная величина фактора гранулярности,полученная Ькспериментально,совпадает с оценочны.! значением й .Выполнены оценки квантовой эффективности детектирования 5ТП носителей информации,по порядку величины составившей 0.01-1 %,п отмечается,что она ыокст быть повышена за счет улучиения чувствительности ФТП носителей и упорядочения микроструктуры геометрического рельефа.

В линейном относительно записываемой информации приближении теоретически изучены закономерности формирования пространственно-частотного спектра линейно-/точечно -растрированию: ФТП изображений.Для линейного и гексагонального растра произвольного профиля.удовлетворяющего условию несжимаемости, выполнен численный расчет интенсивности информационных компонент спектра рассеяния в различных порядках дифракции.Показано,что при считывании в нулевом порядке дифракции существует оптимальная глубина линейного растра,при которой интенсивность информационных компонент спектра максимальна. Так средняя глубина гармонического растра в оптимуме равна =1.8 и совпадает с условием получения максимальной дифракционной офФективности в первом порядке дифракции.При считывании в первом порядке дифракции информационные компоненты спектра имеют максимальную эффективность при малых . Аналогичные закономерности наблюдаются и при точечном растрировании 4>ТП изображений.На основе измерений интенсивности дифракционных порядков на ФТП носителях с пространствен-

но-однородннм гсксагонал^пым растром экспериментально определены профиль и амплитуда гефоршплн и двумерной ячо!'ке Впгнера-Зентга,практически совпавшей с профилем луночной деформации .полученным на некастрированных 5ТП носителях с луночной структурой деформации .По методике,аналогичной измерения/ СК гранулярности.экспериментально определено отношение сигна :/щу.м (ССИ!) для линейно- и точечно- растрированиях 5ТП изображений.Ко пространственной частоте 50 мм-''' достигнутое ОСЕ составило величину порядка 23 Дб.которая слабо зависит от вида растра (линейный или гексагональный).Используя различные способы локального воздействия на электропроводность. составляющих слоев $ТП структуры (фотострук-туенке превращения,зарядовую память.управляемое профилирование подложки) на уровне изобретений предлокен ряд новых методов растрирования ФТП носителей информации.

Во второй главе развита математическая модель ф'Отптгр-мопластического процесса на однословных и двухслойных ФТП структурах,учитывающая реальные нелинейные сзойства их составляющих слоев и ионного контакта.Предложенная математи- . ческая модель предполагает,что электрическое поле в ФТП структуре образуется поверхностными зарядами на свободной поверхности ТП слоя и границе раздела фотопрсводник-термо-. пластик,а процесс деформирования приемного слоя описывается линеаризованным гидродинамическим уравнением Навье-Стокса для вязкоупругой реологической модели фойгта с деформирующими нагрузкам,определяемыми с использованием максвелловс-кого тензора натяжений.Нелинейность предложенной модели обусловлена нелинейными релаксационными токами в составляю-' щих слоях ФТП структуры к насыщением модулированной компоненты зарядного тока,возникающей при тангенциальном пэре-распределении тока короны в места с меньшим потенциалом.По аналогии с поведением Фототока в органических полупроводниках принято,что генерируемый при освещении ФТП■структуры фототок линеен относительно падающей освещенности и изменяется по степенному закону с ростом напряженности электрического поля в Фоточувствительном слое.В пренебрежении высши- • ми гармониками временная эволюция средних и модулированных компонент заряда на свободной поверхности термопластика

= <Je> -< }>

- /V --

( б" , б" ),границе раздела Фотопроводник-термопластик ( о\ , ), амплитуд нормального ( К. ) и касательного ( УьЛ ) смещения свободной поверхности термопласткка описывается кинетическими уравнениями:

¿1 dt

"Tt < с > - ^ i ^ > - 6 Т, It

cU>>, . . . ч ¿t =<i> ci о*

4т-1 = 2 (< i Ctft v<S > - < ¿л ил >) . tia ~ -s . -v

+ -p: H-X = ^

В случае двухэкспозицнонкого £ТП процесса оту систему нужно дополнить соответствующими уравнениями для синусных Фурье-компонент зарядов и амплитуд смещений.Здесь '^-зарядный тек; j , ^ -релаксационные теки в ТП и ФоточуБствитель-ном слою: соответственно; V -модулированная компонента суммарного потенциала на ФТП структуре; G -модуль сдвига; j-v-динамическея вязкость;' an ,CV^2 i 1Д3 , a.-,,, , , -зависящие от приведенной пространственной частоты 11 б" параметры (из-за их громоздкости в явно:.: виде не приводятся) .Первые четыре уравнения системы представляют собой математическое выражение закона сохранения заряда на границах раздела слоев ¿ТП структуры .Член - б*-i*. обязан своим присут-

ствием эффекту увлечения заряда" движущейся жидкостью .Гиперболический тангенс введен феноменологически для ограничения модулированной компоненты зарядного тока.

Полученные уравнения моделирует процесс записи на 'ГГГ. структуре гармонического растра.низкочастотных растрировании^ изсбрах-з; ¡ий.узкспо лесных голограмм.ннтерферог^амм и муаревьгх картнк.Е сочетании с необходимы:;.-;: нач!льными условиям/, эти

уравнения позволяют также рассмотреть ряд других кинетических проблем рельефообрззоа-ачия на оязкоупругих деформируемых средах,в том числе:дисперсионные и пороговые характеристики Ф1Т1 прогосса¡кинетику деформирования однослойных и двухслойных £>ТП структур при одновременно:.« и последовательном способах записи¡экспозиционные и температурные зависимости ФТЛ процеееп.;рэлаксянию электрического поля з слоях и геометрического микрорельефа после выключения зарядки; интерф.еренцлю зарядовых компонент в свухэкспоэнгиокном ФТП процессе и др.

üa основе приведенных кинетических уравнений проведен анализ влияния зарядовой неоднородности на электрогидроди-памическув устойчивость заряженной £ТП стсуктурк.Показано, что при наличин даже исчезаю:;;е ¡/алого механизма перераспределения заряда на деформируемой диэлектрической 2ТП структуре,пропорционального со нозквпнотенциальностн.область гидродинамической неустойчивости расширяется по границ неустойчивости аналогичной ОТП структуры с металлизированной свободной поверхностью.Это позволяет сделать однозначный вывод о Физической неустойчивости полученной Киллатом предельной дисперсионной петли и; для ллолоктрпчеекзй гклдкостн.Численное моделирование одновременного процесса зарядки и дофог.мирс-гания двухслойной Г*ТП структуры показывает наличие " .-костного" и ".мягкого" ро>ги"оь рельеФсоСрззовенпя.Устйновлсло.что в '':кост-ком".надпопоговсм пс::;/.ме д^оеми.. звания кинетика модулиоован-

1 л** * * *

ноге заряда о ,а следовательно и а: плит уди деформации h. практически не зависит от пада:с:дей осаегцоннссти и определяется лись внутренними злзктроглдроди;т:"нчоскимя процессами в деформируемом с лоз.Физическим условие:.' "жесткого" ре:?.н:.:а записи является :геызрн4* модулпрегагаюй компоненты .зарядного тока.Показано,что как в "¡хзстксм".так и з "млгкем" режиме деформирования зс-ряг^аемая СТП структура на начальной стадии деформирования почти эквипотенциальна яслз дстало -у; '. ектианого перераспределения зарядного тска.а пороговая плотность заряда, при которой происходит срыв гидродинамически? устойчивости деформируемого слоя,близка к пороговому заряду аналогичной, ме-талллзлроаанкей 1-7Г; структур-,:."ока медулнр/.:.-? хамнонан'; а зарядного ток-1 не насыщена .амплитуда доФсрмзцпи о. харр-олиру-

ет с величиной фотоин,аудированного заряда ,что наиболее наглядно проявляется в зависимости времени запаздывания деформации от падающей освещенности.С ростом амплитуды деформации монотонно возрастает неэквлпотенциальность 5?тп структуры и,наконец,после насыщения модулированной компоненты зарядного тока эволюция во времени заряда 6" и амплитуды деформации определяется лишь элоктрогидродинамическим процессом усиления сформированного на ненасыщенной стадии деформирования затравочного зарядового/рельефного возмущения. В результате временная эволюция амплитуды деформации при различных освещенностях происходит по весьма похожим кривым, сдвинутым по оси абсцисс на различное время запаздывания. Время запаздывания деформации убывает с ростом освещенности. Расчет показывает,что в "жестком" режиме деформирования существует оптимальное время 1:опт зарядки/проявления,при котором обеспечивается наилучшая передача полутоновых градаций низкочастотных линейно-растрированных изображений.При временах проявления меньших -Ь0мгуг недопроявляются темные градации и,наоборот,при "Ь>1опт. перепроявленными будут светлые градации изображения.При больших временах зарядки деформируемая ФГП структура приходит в состояние динамического квазиравновесия, при котором стационарная амплитуда деформации в "жестком" режиме записи слабо зависит от условий экспонироват а стационарный средний заряд б" превышает пороговое значение ^пор »что и обуславливает высокую восприимчивость "жесткого' режима деформирования к шумовой луночной деформации.

■ "Мягкий" режим деформирования ФИ1 структуры реализуется в припороговых условиях и характеризуется,прежде всего,резкой зависимость» скорости деформирования и стационарной амплитуды деформации от падающей освещенности.Вследствие эффективного перераспределения зарядного тока мгновенный инкремент роста деформации в. этом'режиме близок к и)^ "Ь )' в течение всего времени деформирования,в том числе и в условиях'динамического квазиравновесия,что позволило предложить орипщашшй способ определения модуля сдвига ТП материала.

В предположении активационного закона изменения тормоза-аисимых параметров с энергией активации Еаопределена темпе-

ратурнал зависимость стационарной амплитуды деформации при одновременном способе записи.Показано,что существует оптимальная температура,при которой результирующая амплитуда деформации максимальна.Спад амплитуды деформации при температурах пхжз оптимальной объясняется температурным ростом модуля сдвига/порога деформирования.При повышенных температурах амплитуда деформации снижается вследствие роста релаксационных токов через деформируемый слой.Увеличение энергии активации,как показывает численный расчет,приводит к сужения температурной зависимости стационарной амплитуды деформации.

Частотная зависимость амплитуды деформации имеет характерный резонансный вид.Отличительной особенностью рассматриваемой нелинейной модели ФТП процесса является то,что с ростом амплитуды деформации резонзпензя частотная характеристика смещается з сторону меныалх пространственных частот и,кроме того,наблюдается расширение полосы регистрируемых частот.

Численное моделирование позволило выявить следующие основные особенности одновременного двухзкпозиционного 5ТП процесса на двухслойных структурах:

-во второй окспозипли частично восстанавливается (усиливается) рельефно-фазовая решетка первой экспозиции,что обусловлено наличием достаточно продолжительной зарядовой "памяти" ФТП струк-туры.В рассматриваемой модели зарядовая "память" 5ГП структуры связана с накоплением релаксирующих со свободной поверхности ТП слоя зарядов на границе раздела фотопро-водник-термоп ластик;

-нелинейность процесса деформлрсзанля,связанная,Б первую очередь, с насыщением модулированной компоненты зарядного тока, приводит к сильной пззлмоконкурениди Формируемых в двух экспозициях рельефно-фазовых реасток гц , Кг; -существует оптимальное время зарядки и деформирования,при котором амплитуду регистрируемых рельефно-фазовых резеток ровни.Использование дЕухэкспсзиционнсго ФТП процесса для регистрации муаровых картин в этих условиях позволяет добиться мак— симальногс контраста интерференционных полос.Оптимальное время проявления уменьшается с увеличением пзузк уоэду экспозициями, однако при зтем заметно снижается амплитуда оптимального рельефа.

Численный э:-:сг':имснт по дьухзк'.тсзициснлсй регистра:;,:.:

рельефно-Фазовых решеток видном цикле зарядки показал,что взажоконкуоенция решеток Я,, К здесь проявляется дсста-точно специфическим образом:есте при короткой первой экспозиции рельефно-фазовая решетка К-. эффективно звслкииониру-ет,то при длительностях первой экспозиции,превышающих вре-мя_ запаздывания деформации "tj^ .рельефно-Фазовая решетка

h.1 заметно подавляет процесс форьироксниг. реаетки 1гг . Отмеченная особенность наглядно иллюстрирует вапнейаук рол1 стадил Формирования скрытого электростатического изображения в "жестком" режиме записи как начального возмущающего Фактора.По достижении порога неустойчивости включается гидродинамическое усиление сформировавшегося к моменту еремет t = t -^ап. зарядового возмущения и ;1;ТП структура становится маловэсприимчнвой к дополнительной полезной или шумовой засветке.

Наиболее примечательной особенность:« одновременного OTIi процесса на однослойных структурах является сравнительно узкий диапазон регистрируемых освещенпостей.фстогрг.фичес кая широта однослойной £ТП структуры в этом режиме записи составляет 0.4-0.5,т.е. белее чем на порядок уже,чем двухслойной ФТП структуры.Физически ova особенность объясняете»; рс-зкоП зависимостью среднего заряда на однослойной йТП стру туре от кратности фотоответа и пороговым характером гидродинамической неустойчивости заряг.ечного термопластического слоя.Исходя из этих результатов,в диссертации сделан выьод о том,что одновременный ЗТП процесс на однослойных деформируемых структурах следует использовать поезде всего для регистрации штриховой/бинарной информации или для подчеркивания полутонов при регистрации слабсконтрастных полутоновых растрированных изобрахений.Двухэкспознционный одновременны? ФТЛ процесс на однословных структурах,согласно результатам численного счета,представляется малоперспективным.

Численное моделирование последовательного ФТП процесса на однослойных и двухслойных структурах показало их значите ное сходство.В обоих случаях стадия изотермического проявле пая скрытого изображения характеризуется начальным линейным ростом амплитуды деформации и ее значительной затяжкой поел

прохождения максимума.С ростом падающей освещенности максимальная амплитуда деформации,увеличивается,однако временное чолодение самого максимума почти не зависит от ее.величины. Последовательный £ТП процесс идеально подходит для регистрации двухекепэзиционнкх изобретений в том смысле,что будучи оптимизирован по длительностям экспозиций,получаемый на стадии проявления контраст полос уже не зависит от времени проявления из-за синфазного временного поведения амплитуд рельефно-фазовых решеток первой и второй экспозиций.С увеличением температуры проявления временной ход амплитуды деформации р. целом не изменяется,однако наблюдается существенное обучение амплитудной кривой ио времени.Несмотря на значительное температурное изменение- термозависимых параметров деформируемого слоя (модуля сдвига.динамической вязкости, ■электропроводности) максимальная амплитуда деформации при ее изотермическом проявлении сказывается малскритичиой к этому изменению.

В конце главы кратко обсуждаются возможные пути использования одновременного £ТП процесса для'бесконтактного измерения электрофизических,фотоэлектрических и термсмеханичес-ких параметров составляющих слоев £ТП структуры,в частности, модуля сдвига и динамической вязкости ?П слоя,а тают вояни-кающие при измерении последней трудности.

В третьей главе анализируется результаты экспериментальных исследований аьтора по проверке развитой теории и известные литературные данные,условия эксперимента в которых адекватны сформулированной во второй главе математической модели нелинейного одновременного и последовательного ФТП процесса. Проведенный ретроспективный анализ опубликованных работ по госледоватсльно'/гу способу ФТП записи с изотермическим проявлением позволил заключить,что развитая теория правильно описывает наблюдаемые в эксперименте следующие закономерности: -наличие протяженного участка времен проявления,на котором амплитуды геометрического рельефа для всей, области передаваемых пространственных частот разбиваются ко времени по линейному закону;

-затянутую в сравнении со стадией усиления рельефа н^линей-

ную релаксацию амплитуды деформации на спаде; -смещение амплитудно-временно-/ характеристики с ростом температуры проявления в сторону меньших времен при общей тенденции к обучению этой характеристики;

-слабую оазисимость максимума светомоду/шиионной/амплитуд-ной характеристики от величины вносимого заряда/освещенности;

-увеличение скорости развития деформации с ростом пространс венной частоты и резонансную зависимость амплитудно-частстн характеристики;

-слабую зависимость светомодуляционной эффективности в максимуме от температуры; _

-наличие двух участков временного неведения заряда '"Г и ра: лично времен релаксации 6" и деформирующих нагрузок.

Б согласии с теоретическими положениями находятся и результаты экспериментального исследования одновременного ФТП процесса как в части его элементарных зависимостей от напряжения на коронирующем электроде,так и в более фундаментальных вопросах,для репения которых были выполнены специальные эксперименты.С этой целью созданы экспериментальные автоматизированные установки для исследования процесса деформирования $ТП структуры при записи линейно-растрировакных изобрг жений,голограмм и интерферограмм с динамическим контролем з; процессом регистрации путем измерения интенсивностей дифракционных порядков и корреляционного отклика голограммы.Разработаны программы обработки получаемых экспериментальных данных и их ввода в ЭВМ и вывода на сервисные устройства ПЗКЗМ "Искра 226".Экспериментально подтверждено существование "же с кого" и "мягкого"ренимов деформирования ФТП структуры.Изучена временная эволюция профиля линейного растра при доформирс вании двухслойной ФТП структуры при одновременно!.: способе зг писи и определен вклад в него второй и третьей гармоник рел! ефа.Подтверждено,что в "пестком" режиме деформирования стационарное значение основной гармоники рельефа практически не зависит от падающей освещенности.Из приведенных экспериментальных зависимостей диф-ракционной эффективности (ДЗ) от времени при различных уровнях освещенностей сделач согласующийся с теорией вывод о том,что передаточная характеристика ФТП процесса существенно зависит от условий записи и време-

ни проявления,в частности,существует оптимальный интервал времен зарядки/проявления,в котором передаточная характеристика линейна.Как и предсказывает теория,при врснетах зарядки,больших tCl.,m,искажаются светлые градации изображения,а при t. < ко,Х(П -темныь градации .Формирование изображения в "жестком" режиме записи происходит в основном за счет различия времен запаздывания деформации при различных уровнях освещенности .3 "мягком" режиме деформирования градационные характеристики изображения передаются благодаря экспозиционной зависимости скорости дефсрмирОЕ&ння и стационарной амплитуды макрорельефа.Еыполнен корреляционный эксперимент по двухэкс-поаицнонноГ, регистрации двух статистически независимых голограмм з одном цикла зарядки.подтвердивший теоретический зывод о том,что в надг!орого;зом,"жестксм" режиме записи результирующее рельефнее изображение зарождается на начальной стадии зарядки ¿ТЯ структуры в гиде скрытого электростатического изображения .После достижения порогового потенциала деформирования развитие деформации,как отмечалось,происходит главным образом за счет элсктрогидоодпиамического усиления сформировавшегося электростатического возмущения,т.е.в ото:/ режиме записи эффективнее время экспозиции составляет величину порядка времени запаздывания деформации.

Проведенная оптимизация условий записи на ФПГ структурах голограмм диффузных объектов позволила заключить,что интенсивность корреляционного отклика б зависимости от средней плотности зарядного тока изменяется то кривей с максимумом.Снижение интенсивности корреляционного отклика при > 0.6 мкА/см^ связано с нелинейностью процесса рельефесбр&зования и возрастанием роли хаотических шумов.Аналогичным обрезом ведет себя интенсивность корреляционного отклика в зависимости от средней освещенности £ТП структуры.Отношение ннтенсиьностей оперного и предметного пучков в оптимальны/: условиях также зависит от средней освещенности 5ТП структуры и вида экспозиционной характеристик;: и в описываемом эксперименте была близка к единице.Оптимально;: частота голограммы меньше резонансно? частоты хаотических деформаций (2СЗ и 450 мм"" соответственно), что также согласуется с теоретическими вывода.:;; .3-а 50 циклов запись-стирание интенсивность корреляционного .отклика не гиб-

ком £>ТТ! носителе снижается на величину порядка 30 % по закону, близко^ к линейному.

Наиболее качественные голограммы в оксперимснто получены при следующих условиях записи'.плотность зарядного токс,-0.6 мкА/см*";отнесение интенсивностей опорного и предметного пучкоБ-0.3:1;суммарная интенсивность падакщего излучения-7.0-10"6 Вт/см .

Испсльзу/ методику динамического корреляционного :онтрс ля за процессом записи голограмм,изучен механизм паразитной "памяти" Ф'ГП структуры,подтвердивший вывод друг:и авторов о его зарядовой природе,а такае корреляционные о<Ускты пслнкой ного взаимодействия рельефно-фазовых изобретений при двухэкс позиционной записи.Подтверждено,что при малых, паузах' мег.ду экспозициями первая голограмма препятствует записи второй и, наоборот,при больших паузах преобладающим является процесс записи второй голограммы.Оптимальная пауза,при которой интен сивности корреляционного отклика в обоих экспозициях равны, определяет условия регистрации двухзкспозиыиокнык интерферо-гракм максимального контраста.Оптимальное время паузы экспоненциально убывает с ростом температуры.Для ФТП структуры с ТП слоем сополимера бутилметакрилата со стиролом Е.'А-50 ч фо-точувстЕИтельным слоем па основе твердых растворов халькоге-нидов мышьяка энергия активации составила 143^30 кД^'моль. Существенно,что оптимизация условий записи двухэкспозпционньг изображений (голограмм,спекл-фстографий л др.) по контрасту интерференционных полос оптимизирует и их модуляционную эф. фективность.

Экспериментально подтверждена возможность использования одновременного ФТП процесса для измерения реологических пера-■метров деформируемого слоя ФТП структуры.На 'ТП слоях различной толщины типа К.1А-50 получена инвариантная относительно толщины температурная зависимость модуля сдвига,описываемая активациснным законом с энергией активации ПО кДж/моль.

В главе четвертой на основании проведении исследований разработана многофункциональная аппаратура фототермопластической записи с модульным принципом организации,обеспечивающая регистрацию оптической аналоговой,гслографической ,интер-ферометрической информации на гибкий и жесткий ФТП носитель

в режиме одной и двух экспозиций одновременным,последовательным и комбинированным способами записи.Аппаратура изготовлена на интегральной аналоговой и цифровой элементной базе и работает в ручном и автоматическом режимах,а также под управлением ЭВМ.Процесс регистрации может быть приостановлен внешним импульсом отрицательной полярности,что можно использовать для фиксации выходных параметров записи по эффекту.например, по максимуму дифракционной эффективности или ос заданному фиксированному уровню,Аппаратура может использоваться в стандартных гологрофических установках и удовлетворяет предъявляемым к ним требованиям.Контроль состояния узлов аппаратуры, температуры нагревателя.других параметров осуществляется посредством цифровой и светодиодной пиликании.Основные характеристики аппаратуры:

-дифракционная эффективность при несущей частоте гслограм.ш-700 мм"1 -15 %;

7 0

-чувствительность-до 10 Дв/см*"; -облость спектральной чувствительности—100+700 нм; -максимальный контраст интерференционных полос-до 0.8; -размер кадра на гибком носителе-24-36 мм^.на жестком неси-теле-40-40 км^ (сменой блока высокого напряжения и ячейки записи размер кадра на мостком носителе может быть доведен до 100-100 км"*);

-цикл записи в одной экспозиции-до 10 с.

Разработана оригинальная система ввода и цифровой обработки телевизионных изображений и быстрспротакяющих процессов, предназначенная для синтеза или ввода с телекамеры цветного или трех независимых черно-белых телевизионных кадров с разрешением 256*256 элементов и 256 градациями яркости,а также для быстрой оцифровки и ввода в память ЭВМ кратковременных процессов с частотой дискретизации до ГО МГц с помоыьк быстродействующих 8-разрядных зналогсЕо-цнфровьгх преобразователе?.Предусмотрен асинхронный строчный,столбцовый и байтный обмен информацией между ЭВМ и аппаратурой под управление:« программируемого мигающего маркера.Дополнительные сервисные возможности обеспечивает блок маскирования и сконтуризакия,позволяется выделять и помечать отдельные области и траектории на изображении. Контроль функционирования системы осуществляется с помощь::-

■гост-программы,реализующей драйверы всех ее режимов,машинный синтез основных телевизионных тестов,запись видеосигнала извне или с генератора телевизионных сигналов,распечатку изображения на матричном принтере в нескольких форматах.Для реиення простых задач обработки изображений на базе миниатюрной телевизионной установки МТУ-1 разработана более простая и дешевая система ввода и обработки телевизионного черно-белого кадра.

Значительные усилия были направлены на поиск перспективных применений одновременного ФТП процесса в голографичзской интерферометрии,спекл-фотографии,неразрупающем контроле,по-ляризационно-оптических измерениях деформаций и др.Определены условия получения двухэкспозиционных голо^рафических интер-ферограмм наилучшего качества при облучении непрерывный и импульсным лазером с модулированной добротностью.На реальных объектах ответственного назнэчения:тгплоизоляшонных композитных покрытиях,масляных трубопроводах,сотовых авиаконструкии-ях-продемонстрирована высокая оперативность и эффективность двухэкспозииионногз голографического нерезрушающего метода контроля изделий с применением разработанной алпаратуры.Мето-дами усреднения во времени и стробоскопической голографии на ФТП регистрирующих средах получены качественные гологра-фические интерферограммы вибрирующих объектов при одновременном способе записи информации.

Впервые продемонстрирована возможность широкого использования одновременного ФТП процесса практически во всех основных спекл-^отографических приложениях:двух-и многоэкспозиционной спекл-фотографии,спекл-фотографии движущихся ь вибрирующих объектов,для спекл-фотографического вычитания,кодирования, декодирования и мультиплексирования изображений.Показана возможность эффективного управления структурой геометрического рельефа на деформируемой поверхности соответствующим выбором апертуры проектирующего объектива,что позволяет ва счет упорядочения геометрического микрорельефа снизить уровень хаотических деформаций и получить спекл-фютографии великолепного качества.Продемонстрирована возможность считывания спекл-фотографий как в проходящем,так и в отраженном свете.

Разработан метод автоматизированного определения компо-

цент Ti-tiao;« и*пряжскь!» объекта в г(.отэупг>угок эксперименте с nooMt..::;yi'oi'n()ii ¿-огисгуинйей поля янтрр^ьреицяонных полос нп nepJCT. '.ipoiiiMiicM ОТП носителе чне? opvaww .Раз раб г тана эффективная обрг-.бпт;-::: ноллриээцнснно-оптических из-меронич,об(;с;;еч.:п..,;',1цая точность определения фазы вблизи точек концентрации нплрякьнаЯ не хуке 10

'.Ь нестандартных применений одновременного способа записи раетрированных ФТП изображений, в диссертации приведены результаты экспериментом по регистрации муаровых картин методами двух экспозиций и усреднения во времени.Показано,что метод муаровых полос может быть использоЕан для определения резонансных свойств вибрирующих зеркальных объектов.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ Л ВЫВОДЫ

1.Изучены структурометрпческие характеристики лунсчно.Тдеформации фототермопластиков.Показано,что более чем троекратное

увеличение разрешающей способности аппаратуры ФТП записи не-растрпрованных изображений с авторегулярной деформацией луночного типа достигается за счет спонтанной самоорганизации элементов изображения,обусловленной нелинейным насыщением модулированной компоненты зарядного тока короны.

2.Развита и экспериментально подтверждена теория ерэднеквадра-тичной гранулярности нерастрированных ФТЛ изображений с луночной структурой деформации.Установлено,что информационные, резольвометрические и ь-умовые характеристики аппаратуры 5ТП записи определяются флуктуациями геометрических характеристик луночного микрорельефа согласно фотстермопластическому аналогу закона Селзика.

3.Теоретически и экспериментально изучены корреляционные и пространственно-частотные характеристики деформации луночного типа с пуассоновсчоЯ и определяемой опытным путем статистикой.Проведен численный расчет энергетического спектра деформации и считывающей световой золны для луночной деформации произвольного несжимаемого профиля,на ochoes котсрого разработана оригинальная система считывания и определен;» условия оптимальной визуализации нерастрированных изображени.?

и аппаратуре ФТП записи.

4.На уровне изобретений предложены новые методы улучшения технических характеристик аппаратуры ФТП записи оптических изображений за счет использования линейного/точечного растрирования, основанного на создании п составляющих слоях ФТП структуры пространственно-неоднородных релаксационных токов требуемой геометрии,и оптимизации геометрических параметров несущего рельефно-фазового растра.

53.Развита олектрогидродинамическая теория ФТП процесса на одно-и двухслойных деформируемых структурах с нелинейно«: вольтам-перными характеристиками их составляющих слоен и ионного контакта,позволившая описать перехопные нелинейные явления в процессе ФТП записи оптической информации.па основе развитой теории впервые списан наиболее, трудно интерпретируемы.*! одновременный ФТП процесс.

О.Проведено численное моделирование одновременного я раздельного процесса СТП запрос информации применительно к задаче разработки аппаратуры и методов регистрации на фототермопластиках линейно-раетрированных изображений,голограмм,дьухокспозипиои-кых интерферограмм,спекл-фотографий и муаровых картин.Выполнен сопоставительный анализ однослойных и двухслойных ¿Та структур как носителей информации.методов записи на них,перспектив их эффективного использования в аппаратуре фототермопластпческой записи.

7.Установлено,что аппаратура и одновременный ФТП метод записи на двухслойных деформируемых структурах обеспечивают регистрацию информации в надпороговом ("жестком") и прппорегивом ("мягком") режимах."Жесткий" режим записи оптимизируется путем принудительного прерывания динамически развивающегося процесса рельефообразования по выполнении требуемого критерия качества формируемого изображения."Мягкий" режим записи обеспечивает долговременное накопление информации.

8.Показана некритичность и повышенная стабильность записи в одновременном ФТП процессе и регистрирующей аппаратуре ьа

его основе,достигаемые в результате нелинейного ограничения амплитуды несущего растра в динамическом квазиравновесии.

9.Разработаны автоматизированные экспериментальные установки для исследования среднеквадратичной гранулярности $ТП изоО-

раженлй и динамического корреляционного контроля за процессом записи на деформируемых структурах голограмм и интерфе-рсграмм диффузных л зеркальных объектов.

13.Теоретически объяснены наблюдаемые в эксперименте кинетические,экспозиционные и температурные зависимости одновременного £>TiI процесса,а также корреляционные взаимодействия изображений при дзухэкспозиционной регистрации оптической информации. Предложены методы аппаратурной реализации одновременного £1П процесса дЕухокспозиционным методом и его оптимизации выбором температуры записи и паузы между экспозициями. II.Па основе теоретических и экспериментальных исследований

£>ТД процесса сформулированы технические требования,разработана л изготоьлена многофункциональная аппаратура .записи оптической информации на одно- и двухслойных £>ТП структурах в одновременном,последовательном и комбинированном режимах записи с параметрами приведенными в автореферате и диссертации. 12.Экспериментально показана перспективность .использования одновременного ФТЛ процесса в голографичзсиой интерферометрии, спекл-фотографии,измерениях деформаций л смещений шляризацион-нс-оптическим и муаровым методами .Проьедены .испытания разработанных методов и аппаратуры 5ТП записи на натурных объектах ответственного назначения.

Основное содержание диссертация опубхиксвано в работах:

1.Аникин В.Л.,Панасюк Л.iL Критерий образования луночной деформации фототермопластических носителей.-3 сб.:Фундаментальные основы оптической памяти л среды.-Киев:Вища школа, I566.-B.I7.-C.2.

2.Аникин В.Л. .Барладин A.B. ,Панаскк Л.М. ,То!':ах A.B. Особенности Формирования спектра рассеяния на несжимаемых деформируемых' средбх//ЖШЛК, 1965. -Т. 30. -.Т2. -С. 8Г.

3.Аникин Ь.'А.,легкой Б. Л. Статистические характеристики не-раетрировакной ^отстормолласт/.ческой записи.-В сб.'.Новые регистрирующие среды для голографии.-Л. ¡Наука,IS63.-j0.K2.

4.Аникин Ь.Л. ,Ляьас:гк Л..".,Наседкина Ü.B. С структуре луксч-ьей де-ормацил фототзрмопластиков//;:2;ЛЛ1.Лл,19с;4.-Т.23.-

э.Аыклн З.Л..Б^рладлн A.B. .Пенаокк 7..)!.. Устройство для в,vsj-

олизвиии фазоро-олтическоР. записи .-Акт .срйд. "1190539 (СССР),1985. '

6.Алифанов 0.В.,Аникин В.й.ВоспроияРодемне норастрированнои фототермопластической записи при луночном характере деФср мации.-В сб.¡Фундаментальные основы оптической памяти и среды.-Киев:Виша школа,1985.-Б.1С.-С.36.

7.Аникин Б.И. .Барлац.ш A.B..Панаскк Л.¡И.Гранулярность Фото-термопластиков с луночной цеФормаш«й//)КМШК,196(;..-

Т. 31. -"'3. -С. 184.

8.Аникин В.И. ,Бяпладнн A.B.,Панаспк Л .¡Л.Экспериментальное исследование среднеквадратичной гранулярности s/fiiii г нерегулярной структурой Д1^ормяпии//,ЯШ&<1К,I9U7.-Т.32.-И.-С. 262.

Э.Аникин В.И. .Барладин A.C..Паивсюк Л .Л.Лзобратеннс с регулярной структурой де4ормасш в одновременном ^ототермо-пластическом пропессе//Тез.цокл.Всес.научн.-те^н.конф. "Электрография-й!".-¡vi.,i 980.-Ч.2.-С. 2134-255.

Ю.Аникин В.Л.,Панаскк Л.id.,Панфилов C.C.K теории пространственно-частотных спектров при дифракции света па точочно-растрировэнны1' фототермопласггиках//Ш:1~;ФЛК,1965.-Т.З-?.-К4.-С.276.

11.Аникин В.И. ,Ыузалевский A.A. ,Панпскчс Ji.¡vi. .Панфилов С.С. 0 профиле деформации точечно- растрироранных Фототермо-пластиков//Деп.рук.'i:95I-M.-БЛНИТй, 1988.-20 С.

12.Аникин В.И..Барладин A.B..Панаскж Л.М.Отношение сигнал/ шум на фототермопластических носителях с регулярной деформацией/Дез .докл.III Всес.конф."Проблемы оптической памяти".-Ере ван,19Б7.-Ч.I.-С.54.

13.Аникин В.И..Панасюк Л.М..Слапов Ю.Д.,Сукачев Ю.М.Способ " получения растрирорэнного олектрофотограФического носителя. -Авт. свид. )iIC8IGI9 (СССР),1983.

14.Аникин В.И. .Наседкина Н.В.Численное моделирование процесса регистрации-гармонического растра hq ITfüi.-Ten. докл.Всес.научн.-тохн.конф."ЭлектрограФпя-88",-М.,1988.-4.2.-С.250-253

15.Аникин В.И. .Барладин А.В.,Барба Н.А.,Лшиыов B.I.i. ,.Кобза-ренко М.Г. .Панасюк Л.^.Электрофотогра.|нческпй носитель записи.-Авт.свид. Ш95332 (СССР),1965.

16.Аникин В.И.,Меткой В.Л.,Панвсюк Л.М.О влиянии процесса деформирования на зарядку термопластического слоя.-В сб.:-Фундаментальные основы оптической памяти и среды.-Киев: Вища школа,1904.-В.15.-С.3.

17.Аникин В.И.,Конзело Л.А.,Г1анасюк Л.М.Влияние сильных полей на величину электростатического контраста в ГШС.~

В сб.'.Фундаментальные основы оптической памяти и среды.-Киев:Вища акола.1984.-В.15. -С.27.

18.Аникин В.И..Козулин ЮЛ1. .Пэнасюк Л.М.Кинетика электроста^-тического контраста в дзухслойных ФТПН.-В сб.¡Фундаментальные основы оптической памяти и спелы.-Киев:Вища акола:, 1^00'.-

B.II.-С.40.

19.Аникин В.И..Голощвпов Ю.В..Панасюи Л.М.Способ определений' потенциала диэлектрических слоев.-Авт.свид.№1122982' (СССР)-,. 1984.

20.Аникин В.И. .Журминский И.Л. .Наседкина Н.В, .Панасюк Л;.№>

О роли перераспределения коронного тока в условиях одно-временного ФТН ггропесса.-В сб.¡Фундаментальные основы оптической памяти и среды.-Киев:Вища школа,1987.-ВЛО.-

C.41.

21.Аникин В.И.,Конзело Л.А..Нанасюк Л ЛЛ.Деформирование термопластического слся в условиях одновременного фототермопластического процесса//Ж!ШФИК, 1988.-Т.33.-№3.-С:. 190.

22.Аникин В.И.О роли эффекта увлечения заряда при деформировании вязкоупругого термопластического слоя^-Й-1 йб'.-:фундаментальные основы оптической памяти и средй'.-'Ки'6й:Вища

акола,1989.-В.20.-€.9.

23.Аникин В.К..Бузурнюк С.А.,Журминский И. Л.,'Наседкина Н.В., Панасюк Л.М.Одновременный ФТП процесс как метод определения реологических характеристик тонких ТП: ¿лоев//деп.рук. .^9024!.-ВИНИТИ, 1988.-18 С.

24.Аникин В.И. .Журминский И.Л. .Наседкина' Н.В'.-.Пай'асюк Ji.iL Способ определения модуля сдвига вяэкоупруги'Х срод.-Ав*/ свид.№1383X43 (СССР),1968.

25.Аникин В.И..Барладин А.В.,Нидков Ю.Н..Листунов Г.П..Панасюк Л.М.Рельефографическое устройстзо для записи Информации на движущийся носитель.-Авт.свид.№1234804 (СССРЬ1966,

26.Аникин В.И.,Гуменюк М.Д..Максимов Е.В.Автоматизированная система ввода я обработки иэобрая;ений//Деп.рук.!¡'1165-М.-ВИНИТИ,1990.-14 С.

27.Аникин В.И..Коршак О.Я.,Сухачев Ю.М..Ротарь В.К.Дзухэкс-поэиционная интерферометрия и спекл-фотографы на ф:ототе} мопластичесгмх регистрирующих средах.-В сб.¡Свойства светочувствительных материалов и их применение.-Л.:Наука, 1987.-С.100.

28.Аникин В.И..Панасюк Л.М.,Ротарь В.К.Двухокспозиционная спекл-фотография на фототермопластических регистрирующих средах/Двтометрия, 1985. -->'4. -С. 96.

29.Аникин В.И..Панасюк Л.М.,Ротарь В.К.Некоторые применения фототермопластических носителей в спекл-фотограФии// ЗКНИПФИК, 1986. -Т. 31. -И. -С. 3.

30.Аникин В.И.,Мурманский И.Л..Наседкина Н.В..Панасгок Л.М., Ротарь В. К. Корреляционная и с п е к л -ф>о т о гр : ч е с к а я обработ ка ф'ототерыспластических изображений//Тез.докл.XII Межд. конф.по когерентной и нелинейной оптике.-Минск,1983.-Ч.2. С.82.

Подписано к печати 10.12.91 г. Сбъё!.: 2 п.л.

Заказ 526 Тираж Юи экз. Бесплатно.

Ротапринт. ЛИТМ). 190000, С.-Петербург, лер.Грквцсва,14