Читать онлайн «Большая Советская Энциклопедия (ФО)». Страница 101

Фотохромное стекло

Фотохро'мное стекло', неорганическое стекло , способное обратимо изменять светопропускание в видимой области спектра при воздействии ультрафиолетового или коротковолнового видимого излучения. Светочувствительность Ф. с. обусловлена фотохимическими процессами, которые могут быть связаны как с переходом электронов между элементами переменной валентности (например, EuII и CeIII ) Так и с фотолизом галогенидов тяжёлых металлов (галогениды равномерно распределены в объёме стекла в виде микрокристаллических образований). Благодаря высоким фотохромным характеристикам (оптическая плотность, достигаемая при затемнении, скорости потемнения и релаксации) и технологическим свойствам наиболее распространены стекла с галогенидами серебра. Известны также Ф. с. с галогенидами меди и хлоридом таллия. Составы стекол разнообразны (силикатные, боратные, боросиликатные, германатные и фосфатные системы). Технологические режимы синтеза Ф. с. те же, что и при получении технических стекол. Возможные области применения Ф. с.: в приборостроении (в качестве светофильтров с переменным пропусканием), строительстве (для регулирования освещённости и нагрева в зданиях), голографии (в качестве регистрирующей среды для записи информации), медицине (специальные очки), самолёто- и ракетостроении (остекление кабин) и т.д.

  Лит.: Бережной А. И., Ситаллы и фотоситаллы, М., 1966; Цехомский В. А., Фотохромные стекла, «Оптико-механическая промышленность», 1967, № 7.

  М. В. Артамонова.

Фотохро'мные материа'лы в фотографии, материалы, в которых используется явление фотохромизма органических и неорганических веществ: один из новых (получивших распространение с 60-х гг. 20 в.) типов светочувствительных материалов для регистрации изображений, записи и обработки оптических сигналов. В зависимости от области применения Ф. м. изготовляют в виде: жидких растворов; полимерных плёнок; тонких аморфных и поликристаллических слоев на гибкой и жёсткой подложке; силикатных и полимерных стекол; монокристаллов.

  Наибольшее распространение получили полимерные Ф. м. на основе органических соединений (спиропиранов, дитизонатов металлов и др.), фотохромные силикатные стекла, содержащие микрокристаллы галогенидов серебра (AgBr, AgCl и др.), активированные кристаллы щёлочно-галоидных соединений (например, KCl, KBr, NaF), солей и окислов щёлочноземельных металлов с добавками (например, CaF2 /La, Ce; SrTiO3 /Fe + Mo).

  Применение Ф. м. в фотографии определяется наличием у них таких свойств, как исключительно высокая разрешающая способность (теоретически минимальный элемент изображения может иметь размер порядка размера молекулы или элементарной ячейки кристалла, т. е. менее одного нм ), возможность получения изображения непосредственно под действием света, т. е. практически в реальном масштабе времени (время записи ограничивается длительностью элементарных фотопроцессов и может быть менее 10-8 сек ), изменение в широких пределах времени хранения записанной информации (от 10-6 сек до нескольких месяцев и даже лет), возможность перезаписи и исправления изображения с помощью теплового или светового воздействия. В зависимости от типа Ф. м. можно получать негативное или позитивное многоцветное изображение под действием излучения в диапазоне от рентгеновского до микроволнового.

  Светочувствительность Ф. м. на 4–7 порядков ниже, чем у галогенсеребряных фотоматериалов, поэтому особый интерес представляет применение Ф. м. в лазерных системах, обеспечивающих запись и обработку оптической информации в мощных потоках излучения в реальном масштабе времени.

  Помимо использования в традиционных областях фотографии, Ф. м. находят применение в системах отображения динамической информации, скоростной оптической обработки оптических и электрических сигналов, в качестве элементов оперативной памяти ЭВМ (где быстродействие и многократность использования Ф. м. особенно важны), в системах микрофильмирования и микрозаписи, в голографии (где особенно существенно высокое разрешение Ф. м.), при фотомаскировании в цветной фотографии и печати (где с помощью Ф. м. можно создавать корректирующие спектральные или контурные маски в момент экспонирования или печатания), а также в оптоэлектронике , дозиметрии , актинометрии , в оптических затворах, автоматически изменяющих пропускание света в зависимости от уровня освещённости , и много др.

  Лит. см. при ст. Фотохромизм .

  В. А. Барачевский, Л. А. Картужанский.

Фотохро'ника, хроника текущей жизни, отражённая в фотографиях, помещаемых в газетах, журналах или на специальных стендах (например, Ф. ТАСС). Обычно к Ф. относят фотографические изображения, не всегда заключающие в себе эстетическое содержание (в отличие от произведений документального фотоискусства ) и наделённые преимущественно историко-познавательной ценностью.

Фотохронометра'ж, см. Хронометраж .

Фотоцинкогра'фия, способ изготовления оригинальных (первичных) печатных форм высокой печати путём фотографического переноса изображения на цинковую пластину (с последующим её травлением). Ф. больше известна под название цинкографии .

Фотоэдс, электродвижущая сила, возникающая в полупроводнике при поглощении в нём электромагнитного излучения (фотонов). Появление Ф. (фотовольтаический эффект) обусловлено пространственным разделением генерируемых излучением носителей заряда (фотоносителей). Разделение фотоносителей происходит в процессе их диффузии и дрейфа в электрическом и магнитном полях из-за неравномерной генерации, неоднородности кристалла, воздействия внешнего магнитного поля, одноосного сжатия и др.

  Объёмная Ф. в однородном полупроводнике, обусловленная неодинаковой генерацией в нём фотоносителей, называется диффузионной, или фотоэдс Дембера. При неравномерном освещении полупроводника или облучении его сильно поглощающимся (и быстро затухающим в глубине кристалла) излучением концентрация фотоносителей велика вблизи облучаемой грани и мала или равна нулю в затемнённых участках. Фотоносители диффундируют от облучаемой грани в область, где их концентрация меньше, и если подвижности электронов проводимости и дырок неодинаковы, в объёме полупроводника возникает пространственный заряд, а между освещенным и затемнённым участками – фотоэдс Дембера. Величина этой Ф. между двумя точками полупроводника 1 и 2 может быть вычислена по формуле:

,

где k – Больцмана постоянная , е – заряд электрона, Т – температура, mэ и mд – подвижности электронов и дырок, s1 и s2 – электропроводность в точках 1 и 2. Фотоэдс Дембера при данной интенсивности освещения тем больше, чем больше разность подвижностей электронов и дырок и чем меньше электропроводность полупроводника в темноте. Излучение, генерирующее в полупроводнике только основные носители заряда, не создаёт фотоэдс Дембера, так как в этом случае эдс в объёме компенсируется равной ей по величине и противоположной по знаку эдс, образующейся на контакте полупроводника с электродом. Фотоэдс Дембера в обычных полупроводниках мала и практического применения не имеет.

  Вентильная (барьерная) Ф. возникает в неоднородных по химическому составу или неоднородно легированных примесями полупроводниках, а также на контакте полупроводника с металлом. В области неоднородности в полупроводнике существует внутреннее электрическое поле, которое ускоряет генерируемые излучением неосновные и замедляет основные неравновесные носители заряда. В результате фотоносители разных знаков пространственно разделяются. Разделение электронов и дырок внутренним полем эффективно, когда неоднородность не слишком плавная, так что на длине порядка диффузионной длины неосновных носителей заряда разность химических потенциалов превышает kT/e (при комнатной температуре kT/e = 0,025 эв ). Вентильная Ф. может возникать в полупроводнике под действием света, генерирующего и электроны, и дырки или хотя бы только неосновные носители. Для практических применений особенно важна вентильная Ф., возникающая в электронно-дырочном переходе или полупроводниковом гетеропереходе . Она используется в фотоэлектронных приборах (фотовольтаических элементах, солнечных элементах). По величине вентильной Ф. также обнаруживают слабые неоднородности в полупроводниковых материалах .