автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.05, диссертация на тему:Система автоматического измерения сенситометрических и структурометрических характеристик голографических регистрирующих сред с управлением от ЭВМ

Ж:

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНнМЕНИ ИН8ЕНЕРНО-ФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

ЗВЕРЕВ Борис Анатольевич

Ш 771.534.5

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ СЕНСИТОМЕТРИЧЕСКИХ И СТРУКТУРОКЕТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГОЛОГРЯФИЧЕСКИХ . РЕГИСТРИРУЮЩИХ СРЕД С УПРАВЛЕНИЕМ ОТ ЭВМ

05.13.05 - элементы и устройства вычислительной

техники и систем управления 05.11*07 - оптические й оптико-электронные приборы

АВТОРЕФЕРАТ . диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА - 1990

*

/ - / / ■•• ' , *

Работа выполнена в Институте химической физики АН СССР.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Гришин Н.П.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Гуща Ю.П. кандидат Физико-математических наук Петров Я.П.

Ведущая организация - Государственный оптический институт им. С.И.Вавилова.

Зашита диссертации состоится ,.??Р???..1990г.

в час. ?Р. мин. на заседании специализированного совета К-053.03.03 в Московском ижкенерно-физическогом институте, по адресу: 115409, Москва, М-409, Каширское шоссе, д. 31, теп..324-84-98.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИФИ.

Просим принять участие в работе совета или прислать отзыв в 1 экз., заверенный печатью организации.

Автореферат разослан .1990г.

Ученый секретарь специализи- ¿ра^и^г^сг^-

рованного совета 'В.И.Онищенко

ОБЩАЯ характеристика работы

Актуальность проблемы. Бурное развитие в последнее время вычислительной техники выдвинуло на передний план задачи по по- • дернизации и совершенствованию элементов и устройств этой техники с использованием новых физических принципов. Одними из основных компонент вычислительной системы являются запоминающие устройства. Необходимость увеличения их информативной емкости и быстродействия приводит к использованию новых методов при построении этих устройств.

Одним из таких методов является голографическая запись и считывание инфрнации, которая может бьггь положена в основу систем оптической памяти ЭВМ. Важнейшим звеном голографической системы является регистрирующая среда. Эффективность функционирования топографических систем определяется в значительной степени качеством голографичесного изображения, в частности, дифракционной эффективность» голограммы. Поэтому особое внимание уделяется созданию регистрирующих сред с высокой чувствительностью и разрешающей способностью, а также с минимальным временем преобразования информативной энергии в эффективное изображение.

В последнее время в связи с разработкой эффективных методов преобразования амплитудной модуляции среды в фазовую модуляцию широкое Применение нашли фазовые голограммы. Такие голограммы позволяют снизить мощность источника излучения, повысить быстродействие информационных систем и обеспечить высокое качество восстановленного изображения. •

Типичными представителями регистрирующих сред с фазовым способом записи информации являются электрофотографические материалы с термопластическим способом визуализации скрытого изображения или иначе фототермопластики (ФТП). Сочетание в них злект-рофотографического и термопластического способа записи, бесструктурность среды" обеспечивают такие преимущества этих материалов, как управляемую фоточувствительность, быстродействие в преобразовании скрытого в эффективное изображение, "сухое" проявление, высокую дифракционную эффективность при воспроизведении информации, возможность отображения записанной информации на большие экраны в черно-белом н цветном вариантах, многократность в перезаписи информации с использованием одного и того же носите-

яя, возможность быстрого массового тиражирования записи матричным способом. •

Работы по созданию голографических регистрирующих сред (ГРС> и, в частности, ФТП начаты у нас в стране и за рубежом с начала 60-х годов. Для их успешного освоения и серийного выпуска необходима современная высокопроизводительная аппаратура, работающая как специальное периферийное оборудование в составе измерительного вычислительного комплекса и позволяющая осуществлять входной и выходной контроль качества этих материалов, а также вывод на них информации с целью ее долговременного хранения.

В настоящее время разработаны различные устройства для проведения таких испытаний; Сюда можно^отнести экспозиционные приборы для впечатывания тестовых изображений, устройства обработки фотоматериала и визуализации скрытого изображения, анализирующие приборы, устройства обработки и отображения результатов. *•' ; Л!'"'-,

Однако сложность методик проведения сенситометрических и структурометрических испытаний при работе на перечисленной аппаратуре значительно увеличивает время испытаний и повышает требование к численности я квалификации персонала. При этом снижается достоверность результатов. Преодолеть эти трудности позволит создание современной высокопроизводительной автоматической системы, предназначенной для проведения испытаний ГРС с управлением от ЭВМ и программной обработкой результатов измерения.

Целы» настоящей диссертационной работы является создание элементов и устройств системы автоматического' измерения сенситометрических и структурометрическик характеристик ГРС с управлением от ЭВМ, разработка алгоритмов и программ, обеспечивавших проведение испытаний 'и обработку результатов.

Поставленная цель требует решения следующих задач: -обосновать выбор метода измерения сенситометрических и структурометрических характеристик ГРС;

- разработать структурную схему и проанализировать принципы функционирования элементов автоматической системы измерения сенситометрических и структурометрических характеристик ГРС, работающей на линии с ЭВМ;

- дать теоретическое обоснование построения на основе разработанных элементов и функционирования автоматической системы;

- исследовать соотношение между параметрами основных элементов оптического канала системы, влияющих на Формирование тестовых сенситограмм;

- разработать и отладить программное обеспечение автоматической системы; .

- экспериментально исследовать разработанную автоматическую систему измерения сенситометрических и структурометрических характеристик ГРС, управляемую от ЭВМ.

Методы исследования. Для решения поставленных задач в диссертации использовались работы по теории фотографического процесса, сенситометрии, фотографической структурометрии, фотометрии, голографии, электрических цепей, цифровой вычислительной техники, работы, связанные с анализом когерентных оптических систем, и работы, посвященные численным методам.

Наччная новизна. В процессе решения поставленных задач получены следующие научные результаты:

- обоснован выбор дифрактометрического метода исследования сенситометрических и структурометрических характеристик фазовых ГРС как наиболее эффективного с точки зрения сокращения времени измерении и повышения их точности;

- разработаны элементы и устройства автоматической системы измерения сенситометрических и структурометрических характеристик ГРС, реализующей дифрактометрический метод исследования;

- разработаны алгоритмы функционирования автоматической системы измерения, работающей на линии с ЭВМ, которые реализуют выбранную методику измерения сенситометрических и структурометрических характеристик фазовых ГРС;

- построена математическая модель устройства формирования сенситограммы в плоскости экспонирования, которая дает возможность оценить искажения, вносимые отдельными элементами, и осуществить выбор йх оптимального соотношения.

Практическая ценность результатов диссертационной работы состоит в следующей:

- разработан и исследован опытный образец прецизионной и высокопроизводительной автоматической системы измерения сенситометрических и структурометрических характеристик злектрофотогра-фических материалов с термопластическим проявлением на основе созданных элементов и устройств;

.. - б - ' '

- создано устройство программного управления от ЭВМ "Иск-ра-226", обеспечивающее проведение измерений характристик в интерактивном режиме;

- разработано и исследовано устройство автоматического управления интенсивностью лазерного излучения на основе акустооп-тического модулятора, которое может работать в режимах импульсной и аналоговой модуляции светового потока, обеспечивает наряду с линеаризацией регулировочной характеристики стабилизацию входного светового излучения и обладает высокими эксплуатационными параметрами;

- разработано и отлажено программное обеспечение автоматической системы.

Реализация оезияьтатов работы. Результаты выполненных в диссертационной работе исследований нашли отражение в перспективном плане работ по развитию сенситометрических приборов в 12-й пятилетке, внедрены при разработке и изготовлении на Изюмс-ком приборостроительном заводе им. Ф.З.Дзержинского впервые в отечественной практике опытных образцов автоматического сенси-тометра-дифрактометра "ИДЗФ-2М", использовались в Переславль-Залесском филиале ГосНИИХимФотоПроекта при разработке и отяажи-вании технологии изготовления новых образцов фототермопластических материалов.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались автором и обсуждались: на 2-й Всесо«зной конференции "Проблемы теории чувствительности электронных и электромеханических систем" (Москва, 1981г.); на Всесоюзном совещании-семинаре "Проблемы теории чувствительности электронных и электромеханических устройств и систем" (Кишинев, 1983г.); на 7-й Всесоюзной научно-технической конференции "Фотометрия и ее петрологическое обеспечесние" (Москва,. 1983г.); на 2-м Отраслевом семинаре "Автоматизация оптических приборов" (Ленинград, 1989г.).

Публикации. . По материалам диссертации опубликовано 8 печатных работ, в том числе два авторских свидетельства на изобретения.

Сточктиоа и объем диссертация. Диссертация общим объемом 232 страницы состоит из введения, четырех глав и заключения, содержащих 132 страницы основного текста, 53 рисунка и 2 таблицы, списка использованной литературы (75 наименований) и четырех

приложений.

На защиту выносятся сяединшё основные наччные результаты:

- структура системы автоматического' измерения сенситометрических й структурометрических'характеристик ГРС; *

- математическая модель оптического устройства формирования сенситограммы лазерного Проекционного интерферометра;

- алгоритмы проведения испытания ГРС в автоматическом режиме на примере ФТП материалов. , '

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во вводной части диссертации дан аналитический обзор литературы по вопросам, связанными с методами и аппаратурой для проведения сенситометрических и струкрурометрических испытаний топографических регистрирующих сред <ГРС) и, в частности, эяектро-фотографическ.их материалов с термопластическим проявлением ("ЯП" материалов). . ' Г

Анализ методов испытаний показал, что наиболее приемлемым для указанных целей является дифрактометрический метод измерений, в основе которого лежит принцип преобразования светового потока, проходящего через дифракционную решетку.Этод метод обеспечивает измерение сенситометрических характеристик ГРС путем анализа всей площади образца при отсутствии сканирования поля сенситограммы, каких-либо требований к ориентации и фокусировке образца. Влияние шумов зернистости и погрешностей, вносимых фазовыми неоднородностями, наиболее заметно здесь лишь на низких пространственных частотах менее 80 линий/мм..

Рассмотрены особенности методики измерения сенситометрических характеристик фазовых ГРС на примере ФТП материалов. Их можно разделить на характеристики по скрытому и по визуализированному изображениям. Последние, в свою очередь, разделяют на характеристики, полученные при экспонировании пространственно-немодулированным и при экспонировании пространственно-модулированным световым потоком. Каждая из этих характеристик отображает поведение образца в определенных условиях и не дает полного представления об исследуемом фотоматериале. Поэтому необходимо определение всех перечисленных характеристик в совокупности.

В результате анализа современной аппаратуры для проведения сенситометрических и структурометрических испытаний ГРС был сделан вывод, что для реализации дифрактометрического метода наиболее приемлема симметричная двухлучевая схема лазерного интерферометра с плавно меняющимся углом между интерферирующими лучами. Такая схема является наиболее универсальной и позволяет конструктивно объединить резольвометр, устройство обработки ГРС и денситометр, а также методически совместить резольвометрические испытания с сенситометрическими и дифрактометрическими.

В соответствии с поставленной целью сформулированы основные функции системы автоматического измерения сенситометрических и структурометрических характеристик ГРС, еключающие в себя:

- формирование в плоскости исследуемого образца набора изображений тест-объекта с варьируемыми . исходными.параметрами;

- регистрацию этих изображении путем соответствующей обработки ГРС с получением в результате отпечатка сенситограммы на исследуемом образце;

- измерение на полях зтой сенситограммы фотографического эффекта;

- вычисление и регистрацию в виде текстовой или графической твердой копии значенинй искомых характеристик ГРС.

Разработана автоматическая система, обеспечивающая перечисленные Функции (рис. 1). В ее состав входят следующие Функционально связанные устройства: оптико-механическое устройство, устройство обработки и устройство программного управления.

Оптико-механическое устройство осуществляет формирование в плоскости экспонирования изображения сенситограммы в виде круглого поля с синусоидально распределенной по одной координате освещенностью с заданной пространственной частотой и контрастом, обеспечивает отработку заданных экспозиций.

Для этого световой поток, генерируемый одномодовым лазером непрерывного излучении, проходит через устройство управления интенсивностью излучения, электро-механический затвор, формирующую оптику и попадает в симметричный двухлучевой интерферометр, в одно из плечей которого вводится набор нейтральных светофильтров для изменения соотношения интенсивности световых потоков в плечах интерферометра. Кинематика интерферометра обеспечивает получение интерференционной картины с возможностью плавного измене-

Рис.1

: - 18 - -V,-

ния пространственной частототы. С этой целью в каждом плече интерферометра шаговый двигатель через винтовую пару перемешает каретку с зеркалом, которое во время движения осуществляет поворот для направления светового потока в точку экспонирования.

С целью сохранения постоянства длины оптического пути в интерферометр введен компенсатор, благодаря которому погрешность расфокусировки изображения сенситограммы не превосходит 0,7'А.

На основе анализа существующих систем модуляции светового потока разработано устройство автоматического управления интенсивностью лазерного излучения с помощью акустооптического модулятора, которое отличается простотой реализации, моиет работать в режимах импульсной и аналоговой модуляции светового потока, обеспечивает наряду с линеаризацией регулировочной характеристики стабилизацию входного светового излучения и обладает высокими эксплутационными параметрами, а именно: .

- полоса частот управляющих сигналов 400кГц,

- нелинейность регулировочной характеристики не более 1'/., . - динамический диапазон 4500,

- эффективность модуляции 81Х.

Устройство обработки обеспечивает перемещение образца в плоскости экспонирования по двум езаймно-перлендикулярным направлениям с помощью шаговых двигателей для осуществления впечатывания сенситограмм с различными параметрами на одном образце, необходимую для этого обработку исследуемого .материала и измерение фотографического.эффекта, даваемого впечатанными сенситограммами.

Для определения величины фотографического эффекта используются следующие характеристики; ^дифракционная эффективность (ДЗ), определяемая как относительное значение величины дифрагировавшего светового потока в первом порядке дифракции, и модуляционная эффективность (МЭ), определяемая как разность между единицей и относительным значением величины дифрагировавшего светового потока в нулевом порядке дифракции.

В основу конструкции устройства фотометрирования для определения ДЗ и ИЗ положено следующее правило: если световой поток падает на синусоидальную дифракционную решетку под углом, равным половине угла между световыми потоками, сформировавшими ранее эту решетку путем их интерференции, и совпадает по направлении» с

одним из нии, то направления распространения 0-го и 1-го порядков дифракции дифрагировавшего светового потока совпадают с направлениями распространения световых потоков, сформировавших дифракционную решетку.

С этой целью в устройстве обработки имеются два фотолрн-емника всегда находящиеся на линии "подвижное зеркало - точка экспонирования" с помощью специальных направляющих. Таким образом в реализованном устройстве отсутствует необходимость сканирования .фотопрнемником;поля дифрагировавшего светового потока с целью поиска направлений соответствующих порядков дифракции. Это осуществляется автоматически.

. Для проверки работоспособности разработанной системы и проведения практических измерений в качестве фазовой ГРС бил выбран ФТП материал, имеющий электростатическое, очувствление и термическое проявление. С этой целью в устройстве обработки установлены электризатор, электрометрический зонд и устройство термопроявления.

. Устройство программного управления обеспечивает автоматическое получение сенситограмм на исследуемых образцах в виде дифракционных решеток, измерение на полях этих сенситограмм фотографического эффекта и, на основе полученных результатов измерений, вычисление и регистрацию в виде твердой копии сенситометрических и структурометрических характеристик ГРС.

Разработанное . устройство программного управления состоит из ЭВМ "Искра-22б", .блоков управления исполнительными органами, пульта ручного управления и переключателя режимов работы. В состав ЗВН "Искра-226" входят диалоговый процессор, символьно-графический дисплей с пультом оператора, последовательное печатающее устройство, накопитель на гибких магнитных дисках и графопостроитель. Наличие встроенного 32-х входового ЙЦП позволяет вводить аналоговые сигналы с датчиков и фотоприемников в оперативную память ЭВМ. Управление исполнительными огранами системы осуществляется через приборный интерфейс.

Осуществлено построение математической модели устройства формирования сенситограммы с целью определения искажении, вносимых отдельными оптическими элементами системы и выбора их оптимального соотношения. Был последовательно рассмотрен вклад оптических элементов в преобразование фронта сеетоеой волны по мере

ее прохождения от источника когерентного монохроматического излучения до плоскости экспонирования.

Определен характер распределения спектра пространственных частот амплитуды световой волны на выходе модулятора,

который пропорционален произведению двух множителей

Первый сомножитель соответствует Фурье-образу распределения поля 11{х,у> световой волны источника излучения, а второй -определяет вклад дифракции светового потока на акустической волне в акустооптическом модуляторе. Поскольку акустическая волна вызывает периодическое изменение диэлектрической проницаемости среды модулятора только в одном направлении, то второй сомножитель имеет одномерное распределение, зависящее от параметров И и Т среды акустооптического взаимодействия и волнового числа к световой волны.-

Получено аналитическое выражение для функции распределения поля световой волны в каждом плече интерферометра. Учитывалось, что при малом угле расходимости пучка излучения когерентного источника можно говорить о распространении параксиальных лучей. -Следовательно допустимо -пренебречь влиянием конечных, апертур объективов и откланякицих зеркал интерферометра. Определяющий вклад в характер распределения поля световой волны вносит формирующая оптика, которая состоит из входной линзы, микрообъектива, двух диафрагм и выходной проекционной линзы.

Действие объектива для параксиальных лучей эквивалентно действии пкнзы, в задней фокальной плоскости которой формируется сигнал, пропорциональный спектру входного сигнала, расположенного в передней фокальной плоскости линзы. Таким образом, в результате двойного преобразования Фурье на входной линзе и микрообъективе в выходной фокальной плоскости последнего формируется сигнал, пропорциональный спектру частот дифрагированного, поля непосредственно на выходе модулятора.

Влияние первой диафрагмы зависит от того, в какой плоскости она установлена. При установке в плоскости спектра сигнала ее действие аналогично фильтру с резкой отсечкой по частотному ин-

тервалу. Световой.поток, пройдя первую диафрагму, освещает вторую диафрагму, изображение которой формируется выходной проекционной линзой в плоскости экспонирования.

Анализ преобразования поля световой волны в разработанной когерентной оптической системе осуществлялся методом линейного частотного анализа с помощью обобщенной функции Френеля:

' МХ;Ь> = ехр(1кЬ/2*Х2)

где 1 - мнимая единица, Ь - волновое число., Ь - параметр.

В результате получено аналитическое выражение для амплитуды световой волны в плоскости экспонирования вида:

* ♦ ' * 1/г ехрСг2*1к/2г) +

и(Х)=Я/г*ФСХ;В>С1гс(Ю*Г -, , *Лк|Х|г/аг)*в*(!г ,

о ехр(ггЛ2)

где Я и В - константы, 1 - диаметр первой диафрагмы, г - расстояние между диафрагмами, * - радиус светового пучка в модуляторе,

С1гс - круговая Функция равная 0 для |Х|>ва/2 и равная 1 в остальных случаях, ё - диаметр второй диафрагмы, а - коэффициент линейного усиления оптической системы,- J - Функция Бесселя 1-го рода 0-го порядка.

Получено аналитическое выражение для Функции распределения интенсивности светового потока в плоскости экспонирования в результате интерференции двух когерентных волновых фронтов в виде:

1Г(Х) = 1(|Х|М1-»К*Со8(2к*»51п{1)) /

где К - контраст формируемой интерферограммы, 0 - угол падения световых потоков на плоскость экспонирования, х - координата

вектора X, лежащая в плоскости распространения световых потоков,

П|Х|) = < и<Х)Ш) > , где угловые скобки означают усреднение по времени, а звездочка - комплексное сопряжение.

В результате анализа полученных выражении установлено, что интенсивность сенситограммы в плоскости экспонирования имеет вид синусоидально-распределенного поля, ограниченного проекцией ок-

ружности на плоскость, расположенную под углом падения интерферирующих световых потоков с огибающей, зависящей от таких параметров оптической системы, как радиус светового пучка в модуляторе, диаметры диафрагм и расстояние между ними. Влияние остальных элементов, входящих в интерферометр, пренебрежимо мало.

Методом численного интегрирования были построены семейства кривых огибающей Функции, в результате сравнительного анализа которых установлено, что вид кривизны огибающей не зависит от радиуса \ перетяжки светового пучка в модуляторе. Этот параметр влияет лишь на суммарную освещенность сенситограммы, которая падает с его уменьшением. На кривизну огибающей оказывают сильное влияние диаметр 1 первой диафрагмы и расстояние г между диафрагмами. Кривизна существенно уменьшается и огибающая начинает плавно спадать с уменьшением 1 и увеличением г. Это способствует увеличению эффективности дифракции светового потока, поскольку измеряемые ДЗ и МЭ определяются величиной модуляции, впечатанной в фотослое сенситограммы. Однако одновременно это приводит к уменьшению общей освещенности сенситограммы, вследствие чего увеличивается время экспонирования.

Диаметр формируемого на исследуемом образце поля сенситограммы прямо пропорционален диаметру э второй диафрагмы с коэффициентом пропорциональности равным коэффициенту линейного усиления выходной проекционной линзы. Параметр в не оказывает заметного влияния на кривизну огибающей и освещенность сенситограмм. Уменьшая его, можно выделить участок с большей равномерностью огибающей распределения интенсивности в плоскости экспонирования. ' Однако уменьшение диаметра поля сенситограммы приведет к увеличению требований по точности сведения интерферирующих потоков и позиционирования каретки с исследуемым образцом.

Экспериментальная часть диссертации включает разработку методики автоматического измерения сенситометрических и структу-рометрических характеристик фазовых ГРС на примере ФТП материалов, алгоритмов и программ проведения этих измерений, проверку адекватности разработанной математической модели реальному объекту, тестовую проверку работоспособности автоматической системы.

Разработаная методика И алгоритм сенситометрических и структурометрических испытаний фазовых ГРС с электростатическим

очувствлением и термопроявлением в автоматическом режиме, допускает проведение как полного, так и сокращенного цикла измерений для материалов, выпускаемых при установившемся технологическом процессе с известными режимами обработки фотослоя, что значительно сокращает общее время измерений и количество необходимого для этого материала.

При полном сенситометрическом испытании, схема которого изображена на рис. 2, предварительно определяются предельный и рабочий потенциалы очувствления фотослбя, оптимальная температура проявления. Затем последовательно находятся следующие характеристики:

- характеристическая кривая, как зависимость ДЗ или ИЗ от экспозиции;

- амплитудно-контрастная . характеристика, как зависимость ДЗ от контраста;

- пространственно-частотная характеристика, как зависимость ДЗ от пространственной частоты.

В результате анализа полученных характеристик определяются такие параметры фотоматериала, как спектральная чувствительное, полезные динамические диапазоны по-входному и выходному сигналам, максимальные значения ДЭ и МЗ, коэффициент контрастности при наличии прямолинейного участка на характеристической кривой, полезный интервал контрастов, передаваемый исследуемым фотоматериалом, его разрешающая способность н полоса пропускания.

Разработанное математическое обеспечение системы автоматического измерения сенситометрических и структурометрических характеристик ГРС, состоит из набора программных модулей, которые оформлены в виде файлов и занесены на гибкий- магнитный диск. Программные модули системы управления делятся на три группы: ' - тесты, предназначение для проверки работоспособности отдельных устройств системы;

- драйверы, осуществляющие процедуры передачи интерфейсных и приборных сообщений?

- программы проведения эксперимента и обработки результатов, реалнзунщне методику автоматического измерения сенситометрических к структурометрических характеристик ФТП материалов.

Эти программы позволяют оператору в диалоговом режиме с пульта ЗВН обращаться к любому исполнительному устройству систе-

мы в произвольном порядке, производить измерение характеристик фотоматериала в соответствии с разработанным алгоритмом, осуществлять построение этих характеристик на экране графического дисплея или в виде твердой копии на графопостроителе.

Проверка адекватности разработанной, математической модели проводилась путем сравнения распределений освещенности в плоскости экспонирования, полученных теоретически и экспериментально. Результат свидетельствуют об их хорошем соответствии: наблюдается совпадение характера изменения распределения от центра к периферии поля сенситограммы при различии неравномерности освещенности в том и другом случаях порядка IX.

В результате экспериментальных исследований разработанной системы автоматического измерения сеиситометринестких и структу-рометрическйх характеристик фазовых ГРС с электростатическим очувствлением и термопроявленнем установлено, что она имеет следующие основные технические характеристики:

- длина волны генерируемого излучения О.бЗмкм,

- мощность излучения не менее 8мВт,

- ослабление светового потока в оптическом канале не более

50дБ,

- динамический диапазон по световому потоку не менее 1000,

- диаметр поля сенситограммы Змм,

- количество полей в кадре 18шт.,

- размер кадра Збх24мм,

- диапазон пространственных частот 80..ЛбООлиний/мм,

- диапазон контрастов сенситограмм 1...0.027,

- рабочий интервал температур термопроявителя 50...110°С,

- рабочий интервал напряжений сетки электриэатора 50...1000В,

' - рабочие временные интервалы 0.1...60сек,

неравномерность освещенности в единичном поле сенситограммы не более 11?!,

- относительная-погрешность совмещения световых потоков в точке экспонирования не более 12'/..

Ниже приводятся основные научные и практические результаты, полученные в процессе выполнения диссертационной работы.

1. Проведенный анализ современных методов измерения сенситометрических и структурометрических характеристик ГРС показал,

что увеличение производительности измерения, сенситометрических и структурометрических характеристик ГРС наряду с сохранением вьк сонон точности возможно достичь благодаря созданию автоматической системы измерения, работающей на линии с ЭВМ и реализующей дифрактометрнческни метод измерений. Этот метод наиболее эффективен сточки зрения максимального быстродействия и точности, обеспечивает измерение требуемых характеристик путем аналиэа всей площади поля сенситограммы при отсутствии его сканирования. Влияние шумов зернистости и погрешностей, вносимых фазовыми не-однородностями, наиболее заметно здесь лишь на низких пространственных частотах до 80линий/мм.

2. Разработанные устройства позволили впервые создать автоматическую систему измерения сенситометрических и структурометрических характеристик ГРС с программным управлением элементами системы и автоматическим представлением результатов в виде графиков и таблиц, в основу которой положена симметричная двух-лучевая схема лазерного интерферометра с плавно меняющимся углом между интерферирующими лучами.

3. Разработано устройство автоматического управления интенсивностью лазерного излучения с помощью акустооптического модулятора, которое отличаемся простотой реализации, может работать в режимах импульсной и аналоговой модуляции светового потока, обеспечивает наряду с линеаризацией регулировочной характеристики стабилизацию входного светового излучения и обладает высокими экспнутационными параметрами.

4. Получено аналитическое выражение для функции распределения интенсивности сенситограммы в плоскости экспонирования, имеющего вид синусоидально распределенного поля, ограниченного проекцией окружности на плоскость! расположенную под углом падения интерферирующих световых потоков с огибающей, зависящей от. таких параметров, как радиус перетяжки светового пучка в модуляторе, диаметр диафрагм и расстояние между ними в канале формирования общего светового потока интерферометра. Влияние остальных параметров, входящих в проекционный интерферометр элементов пренебрежимо мало.

5. Разработана методика измерения сенситометрических и структурометрических характеристик ГРС на автоматической системе, допускающая Проведение как полного, так и сокращенного цикла

измерений для материалов, выпускаемых при установившемся технологическом процессе с известными режимами обработки фотослоя, что значительно сокращает общее время измерений и количество не-обхоимого для этого материала.

6. Разработан алгоритм проведения полного цикла измерении сенситометрических и структурометрических характеристик фазовой ГРС с электростатическим очувствлением и термопроявлением в автоматическом режиме, заключающийся в определении при экспонировании пространственно-неиодулированным-световым потоком характеристической кривой по скрытому изображению, а при экспонировании пространственно-модулированным световым потоком характеристической кривой по визуализированному изображению, амплитудно-контрастной и пространственно-частотной характеристик.

7. Разработано и отлажено на действующей установке программное обеспечение автоматической системы, позволяющее пользователю в диалоговом режиме с ЭВМ проводить весь цикл измерений сенситометрических и структурометрических характеристик ГРС, вычислять по ним все необходимые фотографические параметры среды с помощью соответствующих подпрограмм математической обработки и осуществлять документирование результатов измерений в виде графиков и таблиц на твердой копии или на внешнем запоминающем устройстве. При этом пользователь может оперативно с пульта ЭВМ менять режимы и объем производимых измерений, вносить коррекцию в обработку измерений.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Зверев Б.А., Розов Б.С., Савостин П.И. Устройство управления модуляцией интенсивности светового излучения // Приборы и техника эксперимента, 1981, N4, с.262.

2. Зверев Б.Я., Савостин П.И. Система управления интенсивностью лазерного излучения с акустооптическим модулятором // В кн.: Проблемы теории чувствительности электронных и электромеханических систем. Тезиоы докладов на II Всесоюзной научной конференции, г.Москва, 1981, с.131.

3. Зверев Ъ.Й., Пахомов C.B., Савостин П.И. Устройство амплитудно-импульсной модуляции мощности лазерного излучения // Приборы и техника эксперимента, 1934, N4, с.183.

4. ft.с. N1229592 СССР, Mk'H4G01J1/44. Система фотометриро-

вання / Курбанов (Н.И., Пахомов C.B., Зверев Б. R. и др. -N3768834/24-25; Заявл. 12.07.84; Опубл. 07.05.86; Бюя. изобретений N17.

5. Снегирев fl.fl., Пахомов C.B., Зверев Б.й. и др. Система воспроизведения фотоизображений fi В кн.: Автоматизация эксперимента в физических исследованиях. Сб. научных статей МИФИ / Под ред. В.М.Колобаижина. - М., Знероатомиэдат, 1984, с.161.

6. Зверев Б.А., Гришин М.П. Автоматизированный комплекс для сенситометрических испытаний фототермопластических материалов // В кн.: Фотометрия и ее метрологическое обеспечение. Тезисы докладов на 7-рй Всесоюзной научно-технической конференций, г.Москва, 1988, с.200.

7. Зверев Б.Я., Черкасов Й.Й., Гришин М.П. Система автоматического измерения сенситометрических характеристик фазовых регистрирующих сред// В кн: Тезисы докладов 2-го Отраслевого семинара "Автоматизация оптичетских приборов". Ленинград, 1989, с. 13.

8. fi.с. N1244628 СССР, НИИ4 J03C5/02. Интерференционный резольвометр / Черкасов HJ.fl., Боровой В.И., Зверев Б.Я. и др. -N3854234/24-10; Заявл. 27.12.84; Опубл. 15.07.86; Бюл. изобретений N26.

Л-2Ш4.. Подписано к печати ,.3?,,<}?,§ОЗаказ Тираж 100

Типография МИФИ, Каширское шоссе, д.31