Войти
Светочувствительное стекло, также известное как фотоструктурируемое стекло (PSG), или фотостекло, является кристально чистое стекло, которое принадлежит к семейству литий-силикатных стекол, в котором изображение маски может быть захвачено микроскопическими металлическими частицами в стекле, когда оно подвергается воздействию коротковолнового излучения, такого как ультрафиолетовый свет. Фоточувствительное стекло впервые открыл С. Дональд Стуки в 1937 году.
Светочувствительное стекло было изобретен в ноябре 1937 г. доктором. Дональд Стуки из Corning Glass Works. Об этом было объявлено публично через десять лет, 1 июня 1947 года. В 1950 году он был запатентован Stookey под названием US Pat. № 2515937 и патенте США. №№ 2,515,943 с золотыми микроскопическими частицами и продается под торговой маркой PhotoCor (R).
Когда стекло подвергается воздействию УФ-излучения в диапазоне длин волн 280–320 нм, формируется скрытое изображение. Стекло на этом этапе остается прозрачным, но его поглощение в ультрафиолетовом диапазоне спектра увеличивается. Это повышенное поглощение можно обнаружить только с помощью УФ-спектроскопии пропускания. Предполагается, что причиной этого является реакция окисления-восстановления, которая происходит внутри стекла во время экспонирования, при которой ионы церия окисляются до более стабильного состояния, а ионы серебра восстанавливаются до серебра.
Когда стекло нагревается до температур в диапазоне 550–560 ° C в течение нескольких часов, скрытое изображение преобразуется в видимое изображение посредством фотовозбуждения. Экспозиция через фотонегативы позволяет создавать трехмерные цветные изображения и фотографии. Эта термообработка выполняется в два этапа: сначала температура повышается примерно до 500 ° C, чтобы обеспечить завершение реакции окисления-восстановления и образование нанокластеров серебра. На следующем этапе, когда температура повышается до 550–560 ° C, на нанокластерах серебра образуется новый материал (метасиликат лития) с формулой (Li 2 SiO 3)., этот материал образуется в кристаллической фазе.
Метасиликат лития, который образуется на открытых участках стекла, обладает уникальным свойством сильного травления в плавиковой кислоте (ВЧ). Следовательно, позволяя получить трехмерное изображение маски, полученные стеклянные микроструктуры имеют шероховатость поверхности в диапазоне от 5 мкм до 0,7 мкм.
Как указано Вышеупомянутое излучение вызывает некоторые прямые и косвенные измеримые изменения в очках. В некоторых случаях эффект наблюдается сразу после облучения. В других случаях требуется термическая обработка, чтобы вызвать наблюдаемые изменения. В целом результатом упомянутых реакций будут атомарные серебра и / или кластеры серебра, которые действуют как зародыши для осаждения метасиликата лития во время последующей термообработки облученного стекла и, как и в случае других стеклокерамических систем, тем более центры зародышеобразования приводят к большему снижению температуры кристаллизации и более мелкому размеру кристаллов. Следовательно, для достижения вышеупомянутого условия до сих пор для различных светочувствительных стекол использовалось различное энергетическое излучение, такое как ультрафиолетовый и лазерный луч, а также x γ, протон и излучения. Иманье и др. исследовали влияние рентгеновского облучения на соляризацию светочувствительных стекол на основе силиката лития, содержащих элементы церия, сурьмы, олова и серебра. Они показали, что есть возможность использовать рентгеновские лучи в светочувствительных очках. Это откроет новые возможности для нанообработки стекла в ближайшем будущем.
Светочувствительное стекло используется в процессах печати и воспроизведения. Фоточувствительное стекло похоже на традиционную пленку для камеры, за исключением того, что оно реагирует на ультрафиолетовый (УФ) свет, а пленка камеры - на видимый свет. Идеальная длина волны для экспонирования должна составлять от 300 до 350 нм, при этом оптимальная длина волны - 320 нм.
Светочувствительное стекло содержит микроскопические металлические частицы. Эти микроскопические наночастицы металлических ионов сделаны из золота или серебра, которое отвечает за изменение показателя преломления. Фоточувствительное стекло похоже на фотопленку. В фотопленке используются химические вещества, в то время как светочувствительное стекло использует ионы золота или серебра в материале, который реагирует на действие света. Процесс заключается в пропускании света ультрафиолетовой длины волны через негатив на стекле. Фотографическое разрешение может быть получено с помощью липкого полиэстера в качестве обратного негатива, однако все, что сопротивляется ультрафиолетовому излучению, может действовать как «негатив».
Стекло чувствительно к свету, который при прохождении через маску может в конечном итоге превратить его в перманентное изображение с термическим процессом, «фиксирующим» изображение надолго. «Скрытые изображения» из серебряного стекла проявятся через 3–4 часа при температуре 886–976 ° F. «Скрытые изображения» из золотого стекла требуют более высокой температуры (968–1058 ° F) и в течение аналогичного периода времени для последующей выпечки. Последующее обжигание ускоряет появление частиц с теневыми областями негатива, позволяя проникнуть в стекло глубже, чем выделенные области. Это дает изображение трех размеров и цвета.
Фотография проявляется путем нагревания светочувствительного стекла до температуры около 1000 ° F в течение нескольких часов после экспонирования. Само стекло светочувствительно и дает трехмерное изображение. В стекле находятся частицы, невидимые невооруженным глазом (например, золото или серебро). Эти микроскопические частицы движутся и растут при нагревании, образуя собственно фотографическое изображение. Этот процесс аналогичен пленке для камеры, однако поверх светочувствительного стекла помещается «негатив», который затем подвергается воздействию «ультрафиолетового» света. Пленка камеры, конечно, будет освещена обычным видимым светом. Затем есть специальный процесс для экспонированного светочувствительного стекла. Затем стекло повторно нагревают в печи печи и обжигают в течение нескольких часов. Затем изображение «появляется» внутри специального экспонированного стекла, как по волшебству. Затем нагретому куску светочувствительного стекла дают остыть, и процесс завершается. Позитивные изображения, создаваемые внутри светочувствительного стекла, могут быть разных цветов.
В качестве материала для художника из студии горячего стекла, дополнительный метод создания изображения объекта с использованием светочувствительного стекла состоит в том, чтобы сначала выдуть чрезвычайно тонкий рондель (в кожухе или иным образом), который отжигается обычным способом. Затем этот рондель разрезают на части, которые подвергаются негативу. Затем эти участки (содержащие скрытое изображение) нагревают и наносят на поверхность скопления горячего стекла на паяльной трубке. Поскольку объект готовится за несколько повторных нагревов печи, тепло развивает изображение по мере создания объекта. Этот метод, в частности, устраняет необходимость повторного нагрева объекта в печи для проявки, что требует значительного времени печи, энергии и риска потери или повреждения из-за разрушения при повышении температуры или, что более важно, оседания при нагревании. выдерживается при температуре. Время работы стеклодува определяет окончательную степень проявления, а простой выбор формы сводит к минимуму искажения изображения.
Поскольку изображение находится внутри и фактически является частью самого стекла, светочувствительное стекло является наиболее прочным из известных фотографических носителей. Утверждается, что фотоизображение внутри светочувствительного стекла является наиболее прочным видом фотографии и прослужит столько же, сколько и само стекло. Фотографическое изображение не на поверхности стекла, а внутри.
Флуоресцентное светочувствительное стекло позволяет делать флуоресцентные фотографии и флуоресцентную голографию.
Фоточувствительное стекло - это отличается от фотохроматического стекла. Фотохроматическое стекло используется в самозатемняющихся солнцезащитных очках, которые темнеют при ярком дневном свете. Затем он возвращается к прозрачной прозрачности, когда удаляется сильный дневной свет, и затем его можно использовать в помещении как обычные очки.
С момента получения патента для разработки продукта было мало сделано. Это трудоемко и дорого обходится. Его производят только крупные товарные стекольные заводы. В 80-х годах прошлого века светочувствительное стекло было создано в небольшой степени для использования в «горячем стекле». Затем отдельные художники владели небольшими студиями, создавали работы из выдувного стекла и начали экспериментировать со светочувствительным стеклом. Вступая в двадцать первый век, лишь немногие художники по стеклу знают технику достижения хороших результатов с помощью светочувствительного стекла. В настоящее время производятся только светочувствительные очки PhotoCor (R), Foturan и APEX. PhotoCor производится изобретателем, Corning, Inc. Foturan производится SCHOTT Corporation, а APEX - Life Bioscience. Светочувствительное стекло использовалось в качестве голографического материала для записи дифракционных оптических элементов для приложений с мощным лазером.
Одна из причин задержки между изобретением светочувствительного стекла и его публикацией. Примерно десять лет спустя было объявлено о его потенциальном использовании в военных целях. Можно сжечь изображения и слова, скрытые в светочувствительном стекле, пока они не нагреются до высокой температуры. Военные использовали этот факт во время Второй мировой войны для отправки секретных сообщений союзным войскам в кусках того, что выглядело как «обычное стекло». С другой стороны, человеку, получившему «обычный стакан», просто нужно было нагреть его, чтобы прочитать скрытое сообщение. Из-за этого светочувствительное стекло держалось в секрете до конца Второй мировой войны.
Здание Организации Объединенных Наций было облицовано сотнями квадратных футов светочувствительного стекла. стекло до ремонта в 2007 году, когда оно было заменено обычным стеклом с набивным рисунком
