信息记录材料及应用

1、第一节信息记录技术的发展第一节信息记录技术的发展 信息记录技术、材料不断发展信息记录技术、材料不断发展 模拟信息记录技术、数字信息记录技术模拟信息记录技术、数字信息记录技术 信息（文字、声音、图像等）记录技术信息（文字、声音、图像等）记录技术 一、感光材料的发展一、感光材料的发展 1727年年 发现发现AgCl具有感光性具有感光性 1800年年 AgNO3制成成像材料，影像不制成成像材料，影像不 固定固定 AgCl取代取代AgNO3 1835年年 NaCl定影定影 1839年年 海波海波(Na2S2O3)定影定影 感光材料的诞生感光材料的诞生 光敏物质光敏物质: AgX X Cl、Br、I 1

2、839年年 银板法银板法 Ag板板 I2 AgI h Hg气气 Ag- Hg 定影定影 影像影像 1841年年 美色法美色法 纸纸 AgNO3 KI 处理处理 h 显影显影 定影定影 负像负像 过蜡、复制过蜡、复制 1851年年 珂罗酊湿板法珂罗酊湿板法 硝化纤维硝化纤维 棉胶棉胶 碘棉胶碘棉胶 玻璃板玻璃板 h 显影显影 定影定影 影像影像 1871年年 明胶代替棉胶明胶代替棉胶 照相干版照相干版 AgBr代替代替AgCl 感光材料进入新阶段感光材料进入新阶段 溶解溶解KI涂布涂布 湿湿Fe2SO4 1873年年 染料引入染料引入 全色感光材料全色感光材料 1887年年 片基代替玻璃片基代替

3、玻璃 胶片胶片 1920 彩色感光材料出现彩色感光材料出现 1. 染印法染印法 黑白感光材料分色成像，黑白感光材料分色成像，C、M、Y 三色染料染色，叠加得到彩色影像。三色染料染色，叠加得到彩色影像。 2.多层片：多层片：1935年年Kodak 1936年年Agfa 3.一步成像：一步成像：Polar 4.银漂法：银漂法：Ciba 二、信息存储器的发展二、信息存储器的发展 20世纪世纪40年代，光学仪器的发展和照相年代，光学仪器的发展和照相 技术的进步（使用缩微胶卷）技术的进步（使用缩微胶卷）,缺点是胶卷缺点是胶卷 上的疵点和划痕极易产生错码，不宜存储二上的疵点和划痕极易产生错码，不宜存储二

4、进位数据。进位数据。 20世纪世纪50年代中期，计算机实现程序存年代中期，计算机实现程序存 储，首先出现了水银柱延迟线存储器。此后储，首先出现了水银柱延迟线存储器。此后 不久，研制出了阴极射线管存储器和磁鼓。不久，研制出了阴极射线管存储器和磁鼓。 20世纪世纪60年代，开始采用磁芯存储器。年代，开始采用磁芯存储器。 1970年前后，磁盘存储器。年前后，磁盘存储器。 1980年前后，半导体存储器。年前后，半导体存储器。 20世纪世纪70年代末出现了光盘存储技术。年代末出现了光盘存储技术。 20世纪世纪80年代末，铁电薄膜半导体随年代末，铁电薄膜半导体随 机存储器研制成功。机存储器研制成功。 20

5、世纪世纪90年代，存储技术的研究主要年代，存储技术的研究主要 集中在磁、光和铁电三种存储技术上。集中在磁、光和铁电三种存储技术上。 磁存储技术成为磁存储技术成为20世纪世纪90年代最主要年代最主要 的、使用最广泛的存储技术。的、使用最广泛的存储技术。 只读光盘、一次性写光盘、可擦写光只读光盘、一次性写光盘、可擦写光 盘等光盘存储技术不断成熟，并被广泛应盘等光盘存储技术不断成熟，并被广泛应 用于信息的存储、传播过程中。用于信息的存储、传播过程中。 第二节第二节 信息记录技术的科学基础信息记录技术的科学基础 信息记录是借助一定的存储载体将信息信息记录是借助一定的存储载体将信息 以一定形式表现出来的

6、技术，信息可以有多以一定形式表现出来的技术，信息可以有多 种表现形式，在存储载体上记录信息的过程种表现形式，在存储载体上记录信息的过程 实际是信息由一种表现形式向另一种表现形实际是信息由一种表现形式向另一种表现形 式的转换。存储载体也由一种物化状态转变式的转换。存储载体也由一种物化状态转变 为另一种物化状态。为另一种物化状态。 信息的概念包括狭义信息和广义信息。信息的概念包括狭义信息和广义信息。 信息发出者、信息接受者和信息中介。信息发出者、信息接受者和信息中介。 一一. 光化学反应的基本原理光化学反应的基本原理 光化学：研究电子激发态的原子、分子的光化学：研究电子激发态的原子、分子的 结构及

7、其物理化学性质的科学。结构及其物理化学性质的科学。 光化学反应：物质由于光的作用引起的化光化学反应：物质由于光的作用引起的化 学反应。学反应。 光化学过程：受激分子处于很高的振动能光化学过程：受激分子处于很高的振动能 级，它就可能发生离解、异构化或与其他级，它就可能发生离解、异构化或与其他 分子发生反应。分子发生反应。 Grotthus-Draper定律：只有被分子吸收的定律：只有被分子吸收的 （光化学第一定律）光才可以引起光化（光化学第一定律）光才可以引起光化 学变化。学变化。 Stark-Einstein定律：一个分子在吸收一个定律：一个分子在吸收一个 （光化学第二定律）（光化学第二定律）

8、 光子后即生成电子激光子后即生成电子激 发态。发态。 特点：电子分布发生变化，即激发态分子特点：电子分布发生变化，即激发态分子 过程：过程： 1. 激发过程：分子吸收光能，电子从基激发过程：分子吸收光能，电子从基 态向高能级跃迁，成为激态向高能级跃迁，成为激 发态。发态。 2. 化学反应：激发态分子向其它分子转化学反应：激发态分子向其它分子转 移能量或产生各种活性中移能量或产生各种活性中 间体而发生化学反应。间体而发生化学反应。 光化学一次过程光化学一次过程 光化学二次过程光化学二次过程 基态分子基态分子 激发态分子激发态分子 吸光吸光 放出能量放出能量 激发态分子激发态分子 生成物生成物 活

9、性物活性物 生成物生成物 激发态分子激发态分子 基态分子基态分子 反应或失活反应或失活 能量转移能量转移 失活失活 失活失活 光敏作用：激发态分子在碰撞中可以把它的光敏作用：激发态分子在碰撞中可以把它的 能量传递给其他不能吸收其他波长范围的能量传递给其他不能吸收其他波长范围的 光而发生反应的分子，使后者变为激发态而光而发生反应的分子，使后者变为激发态而 可能发生光化学反应可能发生光化学反应: A*+CA+C* C*+D P AgBr十h Ag十Br 物质物质A称为光敏剂称为光敏剂 这是照相技术的基础。这是照相技术的基础。 光的特性光的特性 1. 光能光能 光：光是一种物质，由物体内部向外辐射光

10、：光是一种物质，由物体内部向外辐射 的能量，以电磁波的形式进行传播。的能量，以电磁波的形式进行传播。 特点：波粒二象性（光的波动和微粒相互并存特点：波粒二象性（光的波动和微粒相互并存 的性质）的性质） 能量：能量：E=h=hC/ E：能量，：能量， ：频率：频率h ：普朗克常数：普朗克常数 C：光速：光速 ：光的波长：光的波长 二、二、 信息及其表现形式信息及其表现形式 信息的形式信息的形式 1. 模拟量信息模拟量信息 彩色、密度、图像、图形彩色、密度、图像、图形 2. 数字式信息数字式信息 0100100001110100101 3. 文字文字/字母字母/符号信息符号信息 a , b , c

11、. 传递信息的载体就是描写与消息相对应传递信息的载体就是描写与消息相对应 的电信号或光信号或数字信号模拟信号的电信号或光信号或数字信号模拟信号(是是 连续变化的信号连续变化的信号)和数字信号和数字信号(幅度取值离散幅度取值离散 的信号的信号) 一般认为信息有两种存在形式，即模拟一般认为信息有两种存在形式，即模拟 信息和数字信息，之间往往是可以相互转换信息和数字信息，之间往往是可以相互转换 的。的。 信号是信息的载体，所以模拟信号和数信号是信息的载体，所以模拟信号和数 字信号本质上是相同的。不同点在于存储、字信号本质上是相同的。不同点在于存储、 传输及其处理的方式。传输及其处理的方式。 三、信息

12、载体三、信息载体 1. 能量信息载体能量信息载体(Energy Information Carrier) 光光 波长，强度波长，强度 音音 频率，强度频率，强度 电电 电压，电流，频率，强度，静电荷，电压，电流，频率，强度，静电荷， 电子束电子束 磁磁 磁强度磁强度 粒子束粒子束 强度强度 力力 强度强度 2. 物性信息载体物性信息载体(Material Property Information Carrier) 光物性光物性 反射，吸收，透过，折射，偏光，发反射，吸收，透过，折射，偏光，发 光光 性，发色性性，发色性 音物性音物性 反射，吸收反射，吸收 电物性电物性 导电性，起电性，介电性，

13、电荷接收导电性，起电性，介电性，电荷接收 性，电子放射性性，电子放射性 磁磁 性性 磁化率，透磁性磁化率，透磁性 热物性热物性 导热率，热容量，热融性，软化性，导热率，热容量，热融性，软化性， 分分 解性解性 界面物性界面物性 附着性，润湿，吸附性，粘着性附着性，润湿，吸附性，粘着性 化学物性化学物性 反应性，染色性，稳定性反应性，染色性，稳定性 力学物性力学物性 硬度，粘弹性，膨胀性，收缩性，硬度，粘弹性，膨胀性，收缩性， 破坏性破坏性 形态物性形态物性 凹凸性，孔的有无，平滑度凹凸性，孔的有无，平滑度 3.模拟信号的载体和数字信号的载体模拟信号的载体和数字信号的载体 如胶片、照片、印版等为

14、模拟信号的载体，如胶片、照片、印版等为模拟信号的载体， 磁盘、硬盘、闪存等为数字信号的载体。磁盘、硬盘、闪存等为数字信号的载体。 四、四、 信息的记录转换信息的记录转换 . 信息记录的基本过程信息记录的基本过程 原信息原信息 载体转换载体转换 能量吸收能量吸收 材料内部转换材料内部转换 后处理后处理 记录信息记录信息 . 信息载体的转换信息载体的转换 1. 能量能量 能量能量 2. 能量能量 物性物性 3. 物性物性 能量能量 4. 物性物性 物性物性 . 信息记录材料信息记录材料 信息记录、储存、传输和再现的工具。信息记录、储存、传输和再现的工具。 主体：主体：影像信息影像信息 获取：获取：

15、光、热、磁、电光、热、磁、电 材料：材料：银盐感光材料、非银盐感光材料、银盐感光材料、非银盐感光材料、 磁记录材料磁记录材料 第三节第三节 信息记录材料的基本性能及分类信息记录材料的基本性能及分类 一、信息记录材料的性能一、信息记录材料的性能 1.敏感性敏感性 敏感性是指信息记录材料在记录信息的过程敏感性是指信息记录材料在记录信息的过程 中，对所记录信息的变化的敏感程度。中，对所记录信息的变化的敏感程度。 感光度感光度 2.可识别性可识别性 可识别性是指信息记录材料记录信息后，利可识别性是指信息记录材料记录信息后，利 用一定的工具或技术，或在一定条件下准确用一定的工具或技术，或在一定条件下准确

16、 识别或还原信息的能力。识别或还原信息的能力。 3.稳定性、可靠性稳定性、可靠性 信息记录材料所记录的信息应在较长时间信息记录材料所记录的信息应在较长时间 内保持不变内保持不变 4.成本、操作性、污染程度等成本、操作性、污染程度等 二、信息记录材料的分类二、信息记录材料的分类 （一）（一）. 按记录信息的特点分类按记录信息的特点分类 1. 非重复性记录技术非重复性记录技术(Non-rewritable Marking Technology) 只能进行一次信息写入的记录技术，只能进行一次信息写入的记录技术， 所记录的信息在常规条件下能稳定存在，所记录的信息在常规条件下能稳定存在， 不随时间和空间

17、的变化而变化。银盐记不随时间和空间的变化而变化。银盐记 录技术、光录技术、光(X射线，电子束，离子束射线，电子束，离子束)微微 刻技术、硬拷贝技术等等都属于这个范刻技术、硬拷贝技术等等都属于这个范 畴。畴。 2. 可重复性记录技术可重复性记录技术(Re-writable Marking Technology) 信息可以多次重复写入和擦除的记录技信息可以多次重复写入和擦除的记录技 术，所记录的信息在所记录的信息在常规术，所记录的信息在所记录的信息在常规 条件下能稳定存在，不随时间和空间的变条件下能稳定存在，不随时间和空间的变 化而变化，但在适当外部物理刺激下可以化而变化，但在适当外部物理刺激下可

18、以 被擦除，记录媒介回到其初始状态。磁记被擦除，记录媒介回到其初始状态。磁记 录技术、光致变色技术、可逆热敏记录技录技术、光致变色技术、可逆热敏记录技 术等等都属于这个范畴。术等等都属于这个范畴。 3. 显示技术显示技术(Display Technology) 靠特定不间断物理刺激维持的靠特定不间断物理刺激维持的“记录记录” 技术，所技术，所“记录记录”的信息随物理刺激强弱的信息随物理刺激强弱 的变化而变化，不存在上述两种系统的时的变化而变化，不存在上述两种系统的时 空稳定性。激光显示、荧光屏空稳定性。激光显示、荧光屏/液晶液晶/霓虹霓虹 灯显示等等都属于这个范畴。灯显示等等都属于这个范畴。

19、（二）（二）. 按材料内部转换模式分类按材料内部转换模式分类 1. 光敏记录系统光敏记录系统(Photosensitive Systems ) 1-1. 光化学记录系统光化学记录系统(Photochemical Systems) (1)银盐照相银盐照相(Silver Halide Photography) (2)非银盐照相非银盐照相(Non-silver Halide Photography) 1-2. 光物理记录系统光物理记录系统(Photophysical Systems) (1)静电照相静电照相 (ElectoePhotography/Xerography) (2)光致热敏记录光致热敏记

20、录(Photo-induced Thermal Recording) 2. 热敏记录系统热敏记录系统(Thermal Sensitive Systems) 2-1. 不可逆热敏系统不可逆热敏系统(Non-reversible Thermal Systems) (1)热物质转移热物质转移(Thermal Transfer Systems) a. 热蜡转移热蜡转移(Thermal Wax Transfer) b. 染料热升华染料热升华(Day Sublimation Process) (2)热刻蚀系统热刻蚀系统(Thermal Ablaze System) (3)热致化学反应热致化学反应(Ther

21、mal Chemical Process) 2-2. 可逆热敏系统可逆热敏系统(Reversible Thermal Systems) 3. 静电记录系统静电记录系统(Electrostatic Recording Systems ) 3-1. 放电破坏放电破坏(Electrostatic Destructive Process) 3-2. 电荷沉积电荷沉积(Charge Deposition Process) 3-3. 电解成像电解成像(Electrolysis Imaging) 4. 喷墨记录系统喷墨记录系统(Ink Jet System) 5.磁记录系统磁记录系统(Magnetic Re

22、cording Systems ) 6. 压敏记录系统压敏记录系统(Pressure Sensitive Systems) 7. 其它高密记录其它高密记录/存储系统存储系统 7-1. 光化学烧空光化学烧空(PHB. Photochemical Hole Burning) 7-2. 光致变色光致变色(Photochromism) 7-3. 光磁盘光磁盘(Photo-magnetic Disk) 7-4. 光盘光盘(Laser Disk) 三、三、 信息记录材料的应用领域信息记录材料的应用领域 印刷、电影、电视、照相、涂料、医疗、印刷、电影、电视、照相、涂料、医疗、 工业工业. 第四节第四节 信息

23、记录质量的评价参数信息记录质量的评价参数 l信息记录密度信息记录密度/信息容量信息容量 l记录速度记录速度/敏感度敏感度 l记录可靠性记录可靠性 l杂音杂音/信噪比信噪比 l记录信息的稳定性记录信息的稳定性 l记录信息的可识别性记录信息的可识别性 l记录系统的操作性记录系统的操作性 l成本成本/价格性能比价格性能比 l对消耗材料的技术要求对消耗材料的技术要求 l记录系统对环境是否造成污染记录系统对环境是否造成污染 第二章第二章 银盐信息记录材料（感光材料）银盐信息记录材料（感光材料） 感光材料是见光能发生变化，并经曝光和感光材料是见光能发生变化，并经曝光和 化学、物理的加工处理后，能得到固定影

24、像的化学、物理的加工处理后，能得到固定影像的 材料的统称。其中以卤化银为感光物质的称为材料的统称。其中以卤化银为感光物质的称为 “银盐感光材料银盐感光材料”，以其他材料为感光物质的，以其他材料为感光物质的 泛称非银盐感光材料。银盐感光材料在感光乳泛称非银盐感光材料。银盐感光材料在感光乳 剂制造过程中如果采用的制造方法不同和加入剂制造过程中如果采用的制造方法不同和加入 的光学增感剂和光谱增感剂不同，就可以得到的光学增感剂和光谱增感剂不同，就可以得到 不同感光度、感色性、反差系数和分辨率的感不同感光度、感色性、反差系数和分辨率的感 光乳剂。将感光乳剂涂布在涤纶片基等上就可光乳剂。将感光乳剂涂布在涤

25、纶片基等上就可 以制成胶片，涂布在玻璃上就成为干板，涂布以制成胶片，涂布在玻璃上就成为干板，涂布 在纸基上就制成了相纸。在纸基上就制成了相纸。 1.卤化银卤化银 光敏物质光敏物质: AgX X Cl、Br、I 银的卤化物包括银的卤化物包括AgF, AgCl， AgBr ，AgI （）（） AgF （）（） AgCl （）（） AgBr （）（） AgI 银的卤化物的感光性顺序为银的卤化物的感光性顺序为AgI AgCl 1时，影像的反差大于被摄体的反差时，影像的反差大于被摄体的反差; 1时，影像的反差小于被摄体的反差。时，影像的反差小于被摄体的反差。 负片负片0. 8左右左右;正片在正片在2.

26、5一一3左右。左右。 3. 宽容度（宽容度（L）和有效宽容度）和有效宽容度 正确记录被摄体反差（亮度）范围的能力正确记录被摄体反差（亮度）范围的能力 L = lgH2 lgH1 考虑特性曲线的趾部和肩部，有效宽容度考虑特性曲线的趾部和肩部，有效宽容度 宽容度大的胶片，记录被摄体明暗之间的范围广，宽容度大的胶片，记录被摄体明暗之间的范围广， 照片上被摄体的层次也丰富。照片上被摄体的层次也丰富。 黑白全色片比彩色负片宽容度大，而彩色负片比彩黑白全色片比彩色负片宽容度大，而彩色负片比彩 色反转片宽容度大。色反转片宽容度大。 印刷片：印刷片：直线部分的密度大于直线部分的密度大于3.0，则终，则终 点选

27、为点选为D=3.0点点 4. 感光度（感光度（S） 感光材料对光的敏感程度感光材料对光的敏感程度 S = K/H 感光度越高，所需要的该曝光量越少感光度越高，所需要的该曝光量越少;感光度感光度 越低，所需要的该曝光量越多。越低，所需要的该曝光量越多。 黑白负片：黑白负片：S = 0.8/ 彩色摄影负片：彩色摄影负片：S=21/2/ HD0+0.15 印刷片：印刷片：S = 1/ HD0+1.0 黑白相纸：黑白相纸：103/ HD0+0. 不同的感光度标准制：德国：不同的感光度标准制：德国：DIN，美国：，美国： ASA，中国：，国际标准：，中国：，国际标准： ） DIN制制 ）ASA制制 感光

28、度对胶片感光性能的影响感光度对胶片感光性能的影响 5. 灰雾度（灰雾度（D0） 感光材料未经曝光，直接显影加工所得到感光材料未经曝光，直接显影加工所得到 的影像密度。用的影像密度。用D0来表示，是感光材料的最小来表示，是感光材料的最小 密度，也是在特性曲线密度，也是在特性曲线A点对应的密度值。点对应的密度值。 灰雾密度应该越低越好灰雾密度应该越低越好 6. 感色性感色性 感光材料对不同颜色，不同波长光的敏感感光材料对不同颜色，不同波长光的敏感 特性。特性。 色盲片：色盲片：400500nm正色片：正色片： 400600nm 全色片：全色片： 400700nm 七、解像力和清晰度七、解像力和清晰

29、度 是对感光材料记录最小细部能力的一种评是对感光材料记录最小细部能力的一种评 价，也称解像力。价，也称解像力。 分辨率表示一种感光材料在显影后的影像中包分辨率表示一种感光材料在显影后的影像中包 含可分辨最小线条的能力，数值以能分辨的最小含可分辨最小线条的能力，数值以能分辨的最小 线对的空间频率表示，单位是线对的空间频率表示，单位是1/in, 1/cm或或1/ mm 或者用表示，单位为线或者用表示，单位为线/mm 清晰度是感光材料展现细节的清晰程度，它与分清晰度是感光材料展现细节的清晰程度，它与分 辨率的概念有区别。辨率的概念有区别。 八、颗粒度和颗粒性八、颗粒度和颗粒性 在人的主观视觉里的影像

30、细腻或粗糙的感在人的主观视觉里的影像细腻或粗糙的感 觉或印象称为颗粒性。而人为的测量颗粒平均觉或印象称为颗粒性。而人为的测量颗粒平均 尺寸和颗粒分布状态的客观量度称颗粒度。尺寸和颗粒分布状态的客观量度称颗粒度。 颗粒度小，层次丰富、细腻，颗粒度大，颗粒度小，层次丰富、细腻，颗粒度大， 层次平泛，轮廓不清。层次平泛，轮廓不清。 颗粒度不仅取决于卤化银晶体颗粒的大小，颗粒度不仅取决于卤化银晶体颗粒的大小， 形状和分布，与显影加工工艺有关。形状和分布，与显影加工工艺有关。 九、保存性九、保存性 保存性是指感光材料的各项照相性能在一定保保存性是指感光材料的各项照相性能在一定保 存时间内的稳定程度。存时

31、间内的稳定程度。 二、二、 感光测定感光测定 感光测定：定量测量感光材料的照相性能感光测定：定量测量感光材料的照相性能 步骤：步骤： A.在感光仪中对感光材料分极曝光在感光仪中对感光材料分极曝光 B.对感光材料进行冲洗加工对感光材料进行冲洗加工 C.用密度计测量影像的各级密度用密度计测量影像的各级密度 D.绘制特性曲线绘制特性曲线 E.计算感光材料的照相性能计算感光材料的照相性能 光度学基本概念光度学基本概念 1. 光度学基础光度学基础 光源光源 能够自行发光的物体能够自行发光的物体 点光源：光源尺寸与辐射距离比，可忽略点光源：光源尺寸与辐射距离比，可忽略 不计，且向周围均匀辐射。不计，且向周

32、围均匀辐射。 表示方法：光谱成份表示方法：光谱成份 色温色温 黑体：在任何温度下将所辐射的光全部吸收黑体：在任何温度下将所辐射的光全部吸收 色温：光源发出的连续光谱，其能量分布与色温：光源发出的连续光谱，其能量分布与 绝对黑体在可见光区域具有相同形状绝对黑体在可见光区域具有相同形状 的能量分布，则黑体的温度即为光源的能量分布，则黑体的温度即为光源 的色温。的色温。 (2)光强光强 光源发出的光能的强度叫做光强，单位为烛光源发出的光能的强度叫做光强，单位为烛 光。光。 (3) 光通量（光通量（F） 光源向各方向发射光能的数量叫做光源的光通光源向各方向发射光能的数量叫做光源的光通 量，量， 可见光

33、在单位时间内发出的光能可见光在单位时间内发出的光能 dF() = () P() d() 由能量光谱函数由能量光谱函数P()和视见函数和视见函数()决定决定 单位：流明单位：流明lm 光通量：可见光的光能光通量：可见光的光能 辐射通量：光源发出的总能量辐射通量：光源发出的总能量 (4) 发光强度（发光强度（I） 点光源在某一方向单位立体角内发出的光通量点光源在某一方向单位立体角内发出的光通量 I = dF/d 单位：坎德拉单位：坎德拉cd 立体角：任意形状的封闭锥面所包含的空间立体角：任意形状的封闭锥面所包含的空间 单位立体角：以锥顶为球心，单位立体角：以锥顶为球心，r为半径的球，为半径的球，

34、若圆锥在球面上截取的面积为若圆锥在球面上截取的面积为r2， 则圆锥体的顶角为单位立体角。则圆锥体的顶角为单位立体角。 S球 球 = 4r2 = 4 点光源：点光源：F = 4I (5) 照度（照度（E） 物体表面被照明的程度物体表面被照明的程度 E = dF/dS 单位：勒克司单位：勒克司Lx 照度第一定律：照度第一定律： E = F/S = 4I/ 4r2 = I/ r2 照度第二定律：照度第二定律： E = dF/dS d= dS / r2 = dSnCOS dF = Id= I dSnCOS E = dF/ dSn = (I/ r2) COS N Sn S 亮度亮度 光源表面发出的光通量

35、光源表面发出的光通量 单位：单位：cd/cm2亮度：光源照度：被照物体亮度：光源照度：被照物体 (6) 曝光量曝光量 物体表面在一定时间内受到的照度称为曝物体表面在一定时间内受到的照度称为曝 光量，其单位为勒克斯光量，其单位为勒克斯秒，即秒，即lx s H = Et = It/ r2 单位：单位：Lxs (7)光学密度光学密度 指感光材料的感光层在光的作用下产生影像深指感光材料的感光层在光的作用下产生影像深 浅的程度，用浅的程度，用D来表示。来表示。 透光率透光率(T) T = 透射光通量透射光通量(F)/入射光通量入射光通量(F0) 阻光率阻光率(O) O = 1/T = F0 /F 光学密

36、度光学密度(D) D = lgO = lg1/T (二）、互易率二）、互易率 曝光量相同，密度相同，互易率成立。在曝光量相同，密度相同，互易率成立。在 极大或极小的情况下，相同，不同，极大或极小的情况下，相同，不同， 互易率失效。互易率失效。 lgE lgEt 等密度曲线等密度曲线 互易率等密度曲线互易率等密度曲线 （三）、特性曲线（三）、特性曲线 lgH D A B C E F 趾部趾部(AB):曝光不足曝光不足 直线直线(BC):曝光正确曝光正确 肩部肩部(CE):曝光过度曝光过度 反转部反转部(EF):特殊现象特殊现象 E点：点： Dmax 最大密度 最大密度 A点：点： D0灰雾度灰雾

37、度 特性曲线特性曲线 、特性曲线、特性曲线 、感光测定的仪器、感光测定的仪器 、感光仪、感光仪 给予感光材料一系列有规律变化曝光量的给予感光材料一系列有规律变化曝光量的 精密仪器。精密仪器。 结构：结构： 光源光源快门快门 色温镜色温镜 滤色镜滤色镜 样片样片 标准梯尺标准梯尺 1）. 光源光源 稳定、均匀、连续光谱稳定、均匀、连续光谱 2）. 快门快门 精确控制曝光时间精确控制曝光时间 3）. 色温镜色温镜 转换光源色温，满足材料需要转换光源色温，满足材料需要 日光型：日光型：5500K 灯光型：灯光型：3200K 4）. 滤色镜滤色镜 改变光源强度及光谱成份改变光源强度及光谱成份 三原色：

38、选择性吸收三原色：选择性吸收 中性灰：非选择性吸收中性灰：非选择性吸收 D = 0.3，光强减弱一半，光强减弱一半 5）. 标准梯尺标准梯尺 给予感光材料一系列有规律变化的照度给予感光材料一系列有规律变化的照度 连续连续 密度密度 梯级梯级 常用：梯级常用：梯级 21级：级：0.15、 0.30、0.45、3.15 30级：级：0.10、 0.20、0.30、3.00 反映曝光量的范围反映曝光量的范围 21级标准梯尺级标准梯尺 相邻两极透光率的变化相邻两极透光率的变化 D = lg(1/T) DnDn-1 = lg(1/Tn) lg(1/Tn-1) = lg(Tn-1/ Tn) = 0.15

39、Tn-1/ Tn = 1.413 Tn-1/ Tn+1 = 1.995 样片上照度变化样片上照度变化 T = F/F0 Tn-1/ Tn = Fn-1/ Fn E = F/S En-1/ En = Fn-1/ Fn = Tn-1/ Tn = 1.413 En-1/ En+1 = 1.995 曝光量的变化曝光量的变化 Hn-1/ Hn = En-1/ En = 1.413 Hn-1/ Hn+1 = En-1/ En+1 = 1.995 H = Et 考虑光路中所有对光吸收的因素，最考虑光路中所有对光吸收的因素，最 终得到达到待测样片的照度及曝光量。终得到达到待测样片的照度及曝光量。 (2)密度计

40、密度计 测量光楔片各级密度的仪器采用密度计。测量光楔片各级密度的仪器采用密度计。 第二节银盐信息记录材料的其他性能第二节银盐信息记录材料的其他性能 一、感光材料涂层的熔点一、感光材料涂层的熔点 指在规定的测试条件下，能目视观测到的感光指在规定的测试条件下，能目视观测到的感光 材料涂层物理结构开始形变的温度，用摄氏度材料涂层物理结构开始形变的温度，用摄氏度 来表示。来表示。 熔点测定仪熔点测定仪 二、胶片涂层厚度二、胶片涂层厚度 立式光学计立式光学计 三、感光材料吸水率三、感光材料吸水率 感光材料吸水率是指在规定的温度、时间内，感光材料吸水率是指在规定的温度、时间内， 感光材料涂层在水中吸水的多

41、少。感光材料涂层在水中吸水的多少。 四、胶片的耐折度四、胶片的耐折度 胶片的耐折度是指宽度特定的胶片，在一定胶片的耐折度是指宽度特定的胶片，在一定 张力下所能承受的往复折叠的能力，以往复折张力下所能承受的往复折叠的能力，以往复折 叠次数表示。叠次数表示。 耐折仪测试耐折仪测试 五、胶片卷曲度五、胶片卷曲度 胶片或相纸偏离物理平面的程度称为卷曲胶片或相纸偏离物理平面的程度称为卷曲 度，用卷曲方向度，用卷曲方向(L,T,D或）、卷曲符号或）、卷曲符号(+或或 一一)和卷曲值来表示。和卷曲值来表示。 六、胶片的防粘连性六、胶片的防粘连性 胶片的防粘连性是胶片表面涂层所具有的胶片的防粘连性是胶片表面涂

42、层所具有的 抵抗相互粘连的能力，以粘连面积的百分率来抵抗相互粘连的能力，以粘连面积的百分率来 表示。表示。 七、胶片抗划伤力七、胶片抗划伤力 胶片抗划伤力是指胶片涂层受垂直于被测表胶片抗划伤力是指胶片涂层受垂直于被测表 面并施加一定负荷的特定针头刻画，被测涂层面并施加一定负荷的特定针头刻画，被测涂层 表面被划破时的最小负荷，单位为牛顿。表面被划破时的最小负荷，单位为牛顿。 八、材料的脆性八、材料的脆性 第三节、银盐信息记录材料在印刷业的应用第三节、银盐信息记录材料在印刷业的应用 一、照相摄影胶片一、照相摄影胶片 (1)正色性照相分色片正色性照相分色片 (2)全色性照相分色片全色性照相分色片 (

43、3)蒙版胶片蒙版胶片 二、电子分色胶片二、电子分色胶片 胶片具有较高的感光度，且互易率失效少，反胶片具有较高的感光度，且互易率失效少，反 差大，解像力高，特性曲线十分陡直，反差系差大，解像力高，特性曲线十分陡直，反差系 数很高。数很高。 三、激光照排胶片三、激光照排胶片 激光扫描片，全色胶片，要求：黑度够大且均激光扫描片，全色胶片，要求：黑度够大且均 匀，笔画清晰，底色洁白无灰雾，片上无脏点、匀，笔画清晰，底色洁白无灰雾，片上无脏点、 霉点，片基无擦痕，全部胶片黑度一致等。霉点，片基无擦痕，全部胶片黑度一致等。 四、拷贝胶片四、拷贝胶片 .暗室拷贝片暗室拷贝片 暗室拷贝片亦称特硬性正色印刷制版

44、胶片，只暗室拷贝片亦称特硬性正色印刷制版胶片，只 能在暗室下才能使用。能在暗室下才能使用。 2.明室拷贝片明室拷贝片 简称明室片，是一种新型的感光材料，能在可简称明室片，是一种新型的感光材料，能在可 见光条件下进行拷贝加工。见光条件下进行拷贝加工。 3.直接正一正型烤贝片直接正一正型烤贝片 是一种通过一次曝光和一次显影就可以直接得是一种通过一次曝光和一次显影就可以直接得 到与原稿相同的正像的感光材料。到与原稿相同的正像的感光材料。 五、银盐扩散转移五、银盐扩散转移CTP版版 计算机直接制版的英文全名为计算机直接制版的英文全名为Computer To Plate, 缩写成缩写成CTP。 计算机直

45、接制版的版材与普通感光材料不同的计算机直接制版的版材与普通感光材料不同的 地方在于它不仅要在激光扫描后形成影像，还要地方在于它不仅要在激光扫描后形成影像，还要 具有印刷版的适性，比如影像区着墨性好，非影具有印刷版的适性，比如影像区着墨性好，非影 像区亲水性优良，耐印力和分辨率高等特点。像区亲水性优良，耐印力和分辨率高等特点。 采用银盐扩散转移成像技术，正一正性版材。采用银盐扩散转移成像技术，正一正性版材。 分为向下扩散型和向上扩散型两种。分为向下扩散型和向上扩散型两种。 第四章第四章 非银盐信息记录非银盐信息记录 材料材料 第一节概述第一节概述 非银盐感光材料是以非卤化银和具有感非银盐感光材料

46、是以非卤化银和具有感 光特性的化合物作为感光物质的感光材料。光特性的化合物作为感光物质的感光材料。 确切说确切说:“是借助某些敏感材料，在受到光、是借助某些敏感材料，在受到光、 电、热、磁等直接作用下，引起体系内其些电、热、磁等直接作用下，引起体系内其些 物理和化学的变化，从而形成图像。物理和化学的变化，从而形成图像。” 一、非银盐感光材料的发展一、非银盐感光材料的发展 1826年年 沥青具有光固化特性，成像；沥青具有光固化特性，成像； 1832年年 重铬酸盐具有光敏特性；重铬酸盐具有光敏特性； 1839年年 用于照相；用于照相； 1850年年 与明胶制成凹版；与明胶制成凹版； 其后，铁盐、铜

47、盐等无机成像体系用于其后，铁盐、铜盐等无机成像体系用于 工程图纸；工程图纸； 有机及高分子材料材料的发展，出现有有机及高分子材料材料的发展，出现有 机及高分子感光材料。机及高分子感光材料。 18501860 重氮化合物具有光敏性；重氮化合物具有光敏性； 1884年年 重氮影像；重氮影像； 1890年年 重氮感光材料专利；重氮感光材料专利； 不久，重氮相纸商品化。不久，重氮相纸商品化。 1921年年 自由基成像体系；自由基成像体系； 1958年年 自由基成像感光材料；自由基成像感光材料； 1942年年 印刷线路板发明，重铬酸盐作为印刷线路板发明，重铬酸盐作为 光致抗蚀剂；光致抗蚀剂； 二战后，电

48、子工业发展，推动感光高二战后，电子工业发展，推动感光高 分子的发展。分子的发展。 1959年年 聚乙烯醇肉桂酸酯，用于印刷线聚乙烯醇肉桂酸酯，用于印刷线 路板及凸版；路板及凸版； 1938年年 静电照相；静电照相； 1960 微泡成像。微泡成像。 二、非银盐感光材料的类型（分类）二、非银盐感光材料的类型（分类） （一）（一）. 根据图象性质根据图象性质 1. 影像型非银盐感光材料影像型非银盐感光材料 通过密度的深浅反映影像层次通过密度的深浅反映影像层次 2. 浮雕型非银盐感光材料浮雕型非银盐感光材料 通过物体凹凸不平反映影像层次通过物体凹凸不平反映影像层次 阳图：影像密度阳图：影像密度(高度高

49、度)与被记录体一致与被记录体一致 阴图：影像密度阴图：影像密度(高度高度)与被记录体相反与被记录体相反 （二）（二）. 根据成像机理根据成像机理 1. 光化学型光化学型 感光物质见光发生化学变化感光物质见光发生化学变化 无机盐成像体系无机盐成像体系 利用无机盐见光发生化学变化形成利用无机盐见光发生化学变化形成 影像的材料。影像的材料。 铁盐、铜盐、重铬酸盐铁盐、铜盐、重铬酸盐 光分解成像体系光分解成像体系 利用重氮化合物见光分解形成影像的材料利用重氮化合物见光分解形成影像的材料 氯化重氮盐、苯重氮磺酸盐、叠氮化合氯化重氮盐、苯重氮磺酸盐、叠氮化合 物物 光致变色成像体系光致变色成像体系 利用某

50、些无机或有机化合物受光辐射而发利用某些无机或有机化合物受光辐射而发 生颜色变化成像的材料。生颜色变化成像的材料。 无机物：碱土化合物无机物：碱土化合物 有机物：丙稀酰胺基偶氮苯及乙烯基单体有机物：丙稀酰胺基偶氮苯及乙烯基单体 有机成色及漂白成像体系有机成色及漂白成像体系 利用见光生成有色化合物或原有色化合物利用见光生成有色化合物或原有色化合物 颜色消失成像的材料。颜色消失成像的材料。 有机卤化物与芳香族胺成色反应有机卤化物与芳香族胺成色反应 亚甲基蓝被还原剂还原成无色化合物亚甲基蓝被还原剂还原成无色化合物 单菁被氧化剂氧化成无色化合物单菁被氧化剂氧化成无色化合物 光交联成像体系光交联成像体系

51、利用带有感光基团的高分子化合物相互光利用带有感光基团的高分子化合物相互光 致交联成浮雕影像的材料。致交联成浮雕影像的材料。 聚乙烯醇肉桂酸酯聚乙烯醇肉桂酸酯 光降解成像体系光降解成像体系 利用高分子经光照后主链断裂，使其溶利用高分子经光照后主链断裂，使其溶 解性变化进行成像的材料。解性变化进行成像的材料。 聚甲基乙烯基酮、聚砜聚甲基乙烯基酮、聚砜 光聚合成像体系光聚合成像体系 利用单体吸收光后形成自由基引发聚合利用单体吸收光后形成自由基引发聚合 形成影像的材料。形成影像的材料。 丙稀酸类丙稀酸类 2. 光物理型感光材料光物理型感光材料 感光材料见光发生物理变化感光材料见光发生物理变化 电子成像

52、体系：利用物质见光由绝缘体电子成像体系：利用物质见光由绝缘体 变为导体进行成像。变为导体进行成像。 （三）（三）. 根据感光物质的种类根据感光物质的种类 1. 非银盐无机感光材料非银盐无机感光材料 感光物质：无机物感光物质：无机物 无机物产生光化学变化无机物产生光化学变化 感光无机物与高分子化合物发生光化学反应感光无机物与高分子化合物发生光化学反应 无机物产生光物理变化无机物产生光物理变化 铁盐、铜盐、重铬酸盐等铁盐、铜盐、重铬酸盐等 2. 非银盐有机感光材料非银盐有机感光材料 感光物质：有机物感光物质：有机物 感光性有机物与高分子发生光化学反应感光性有机物与高分子发生光化学反应 有机化合物发

53、生光致变色反应有机化合物发生光致变色反应 有机化合物发生光物理变化有机化合物发生光物理变化 重氮、叠氮、自由基、光致变色、光热敏重氮、叠氮、自由基、光致变色、光热敏 成象体系感光材料成象体系感光材料 3. 非银盐高分子感光材料非银盐高分子感光材料 感光物质：高分子化合物感光物质：高分子化合物 带有感光基团的高分子化合物带有感光基团的高分子化合物 光聚合型高分子物质光聚合型高分子物质 光降解高分子物质光降解高分子物质 感光树脂感光树脂 二、非银盐信息记录材料的成像特点二、非银盐信息记录材料的成像特点 非银盐记录材料成像具有以下独特的优点非银盐记录材料成像具有以下独特的优点: 响应速度快，能实时记

54、录和显示响应速度快，能实时记录和显示; 材料的分辨率高材料的分辨率高; 有些材料能多次重复使用有些材料能多次重复使用; 不用金属银不用金属银; 避免了暗室显影定影操作，加工过程简便快避免了暗室显影定影操作，加工过程简便快 速，成本低廉。速，成本低廉。 第二节第二节 重氮感光材料重氮感光材料 一.一. 重氮体系感光材料重氮体系感光材料 利用有机重氮化合物的光敏性所制成的非银利用有机重氮化合物的光敏性所制成的非银 盐感光材料。盐感光材料。 （一）、重氮体系（一）、重氮体系 . 重氮化合物的基本光化反应重氮化合物的基本光化反应 单纯的光分解反应单纯的光分解反应 不伴有重氮基团分解的光致立体异构化反不

55、伴有重氮基团分解的光致立体异构化反 应应 伴有价键重排的光分解反应伴有价键重排的光分解反应 . 单纯的光分解反应单纯的光分解反应 R-N N+Cl- + N2 h -R- Cl R- -N N+Cl- R- R- + + X + X -(2)异裂异裂 (1)均裂均裂 混合物混合物 R- + CH3CH2OH R-+ CH3CHOH R- + + CH3CH2OH R-OCH2CH3 h 反应环境极性反应环境极性:极性溶剂中，生成离子极性溶剂中，生成离子 非极性溶剂中，生成自由基。非极性溶剂中，生成自由基。 . 光致立体异构化反应光致立体异构化反应 稳定构型稳定构型不稳定构型不稳定构型 h N=

56、N N=N 暗暗 CN Ar ArCN Ar SO3 Na 暗暗 N=N Ar SO3 Na E,反应活性反应活性 N=N Ar h h h 分解分解 . .伴有价键重排的光分解反应伴有价键重排的光分解反应 在光作用下，重氮化合物除了发生重氮基分在光作用下，重氮化合物除了发生重氮基分 解，还伴随有其他部分价键重排的光化学反应。解，还伴随有其他部分价键重排的光化学反应。 R N2 O R h H2O COOH + N2 O + N2 N2 O R H2O COOH R + N2 h h N2O 重氮化合物：对苯二胺及其衍生物重氮化合物：对苯二胺及其衍生物 NN2 X R1 R2 R3 R4 -+

57、 NN2 X -+ C2H5 C2H5 偶合试剂：芳香族酚类化合物偶合试剂：芳香族酚类化合物 OH NHCO-COOC2H5 重氮化合物的光分解反应见下式重氮化合物的光分解反应见下式: 常见的重氮胶片就是利用见光部分发生光分解反常见的重氮胶片就是利用见光部分发生光分解反 应，不发生偶合反应，而未见光部分的重氮盐不应，不发生偶合反应，而未见光部分的重氮盐不 发生光分解反应，但在碱性条件下能与酚类或胺发生光分解反应，但在碱性条件下能与酚类或胺 类偶联剂偶合，生成有色偶氮染料类偶联剂偶合，生成有色偶氮染料 浮雕型重氮感光材料浮雕型重氮感光材料 染料影象型重氮感光材料染料影象型重氮感光材料 微泡影象型

58、重氮感光材料微泡影象型重氮感光材料 、重氮化合物体系特点、重氮化合物体系特点 优点：其原料来源容易，制作成本低、方便，优点：其原料来源容易，制作成本低、方便， 解像力也高，较多地用于缩微、打样片以及全解像力也高，较多地用于缩微、打样片以及全 息记录等，息记录等， 缺点：主要是感光度低和保存性能较差。缺点：主要是感光度低和保存性能较差。 （二）邻重（叠）氮醌类化合物体系（二）邻重（叠）氮醌类化合物体系 曝光处：曝光处： SO2OR N2 O + n h v -N2 C O SO2OR N2 O -N2 SO2OR O O RO2OS SO2OR O O RO2OS NaOH SO2OR COON

59、a RO2OS OH NaOH n 未见光部分，偶合以后，水溶性降低，保留下未见光部分，偶合以后，水溶性降低，保留下 来（使用适当的碱）来（使用适当的碱） SO2OR N2 O OH CH2 n + NaOH SO2OR O NN CH2 ONa n 感光液组成：重氮化合物，树脂，溶剂感光液组成：重氮化合物，树脂，溶剂 显影液组成：显影液组成： 弱碱液，硅酸钠、磷酸钠、碳酸钠、弱碱液，硅酸钠、磷酸钠、碳酸钠、 有机胺有机胺/有机溶剂，表面活性剂有机溶剂，表面活性剂 应用：应用：PS版，印刷平版版，印刷平版 成像原理：一是重氮盐光敏剂在光照下分解成氮气和成像原理：一是重氮盐光敏剂在光照下分解成氮

60、气和 无色分解产物，二是未发生光分解的重氮盐与偶合无色分解产物，二是未发生光分解的重氮盐与偶合 试剂在碱性条件下生成偶氮染料。试剂在碱性条件下生成偶氮染料。 R N2 Cl- h v R X+ N2 R N2 Cl- OH + + OH _ NNRO - 双电子亲电历程双电子亲电历程 材料及性能要求材料及性能要求 1 生成的偶氮染料耐酸、水、光；生成的偶氮染料耐酸、水、光；2 偶合速度适当；偶合速度适当； 3 染料影象密度高，色调好；染料影象密度高，色调好；4 偶合剂和重氮盐的偶合剂和重氮盐的 光分解产物无色，保存性好光分解产物无色，保存性好 结构：结构： 高分子材料高分子材料+光敏性基团光敏