Sensibilisering av fotografiska material - en ökning av deras totala ljuskänslighet och expansion av zonen för spektral känslighet bortom det naturliga för silverhalider [ 1] . Fotografiska emulsioner av silverbromid och silverjodgelatin utan sensibilisering är känsliga endast i den blåvioletta zonen av synlig strålning och för ultravioletta strålar . Silverkloridemulsioner är praktiskt taget okänsliga för synlig strålning och reagerar endast på ultraviolett strålning. Med hjälp av sensibilisering är det möjligt att uppnå sin enhetliga känslighet för hela det synliga spektrumet, och till och med för långvågig infraröd strålning .
I vissa fall används termen "sensibilisering" i relation till tillverkningstekniken för vissa fotografiska material, vilket anger det stadium då en komponent som är okänslig för ljus blir ljuskänslig. Detta gäller även för icke-silver fotografiska processer såsom cyanotyp , gummi arabicum fotoutskrift och andra.
Det finns kemisk och optisk sensibilisering.
Kemisk sensibilisering ökar den naturliga ljuskänsligheten hos silverhalogenidmikrokristaller, vilket leder till en ökning av det fotografiska materialets totala ljuskänslighet [2] , med praktiskt taget ingen förändring i dess spektrala känslighet. Kemisk sensibilisering som används vid industriell produktion av fotografiska material hänvisar som regel till en av tre huvudtyper och deras olika kombinationer [3] :
Dessutom inkluderar kemisk sensibilisering ett antal andra experimentella och sällan använda metoder: användningen av salter av andra tungmetaller än guld; införandet av halogenacceptorer och dopning av föroreningsjoner genom att bombardera en fotografisk emulsion vid acceleratorer [3] .
Processen för kemisk sensibilisering vid industriell emulgering involverar användning av inert gelatin för att undvika okontrollerad oavsiktlig sensibilisering av substanserna i gelatinet. I vissa fall utförs det helt enkelt genom att lägga till en kemisk sensibilisator, men oftare kombineras denna process med uppvärmning av emulsionen, kallad den andra (kemiska) mognad. Mängderna av kemiskt sensibiliseringsmedel som tillsätts måste kontrolleras noggrant, eftersom överskridande av dem, överhettning av emulsionen eller för lång kemisk mognadstid inte kommer att öka känsligheten, utan kommer att minska den och avsevärt öka slöjan. Den optimala mängden sensibiliseringsmedel är cirka 2· 10-5 mol per 1 mol silverhalogenid. Som ett resultat av kemisk sensibilisering ökar emulsionens ljuskänslighet flera gånger [4] [5] .
Optisk sensibilisering eller spektral sensibilisering , förutom att ge den fotografiska emulsionen ytterligare ljuskänslighet, ändrar den spektrala ljuskänsligheten [6] . I detta fall blir det fotografiska materialet känsligt för de delar av det elektromagnetiska spektrumet som inte har en fotokemisk effekt på den icke-sensibiliserade silverhalogeniden och inte leder till bildandet av en latent bild .
Under optisk sensibilisering införs så kallade optiska sensibilisatorer i emulsionen under dess framställning, vilka är organiska färgämnen med en komplex kemisk formel [1] och har absorptionsband i den långvågiga delen av spektrumet där silverhalogenider inte absorberar . Dessa färgämnen adsorberas på ytan av silverhalogenidmikrokristaller i form av ett monomolekylärt skikt .
Kärnan i optisk sensibilisering ligger i det faktum att ljuskvanta som inte direkt absorberas av silverhalogenidmikrokristaller absorberas av färgämnet under exponering, och samtidigt överförs energin från fotoexciterade färgämnesmolekyler till silverhalogenidkristaller - en elektron från en exciterad färgämnesmolekyl återställer silverjonen Ag + i silverhalogenidkristallgittret till silveratomen och bildar därigenom en latent bild i kristallen [7] . I denna process oxideras färgämnesmolekylen i sin tur till motsvarande halogenid.
Optisk sensibilisering leder inte bara till en expansion av det spektrala känslighetsområdet mot längre våglängder, utan också till en ökning av det fotografiska materialets totala ljuskänslighet. Så för isokromatiska fotografiska material sensibiliserade för ljus med en våglängd på upp till 650 nanometer är ökningen av den totala ljuskänsligheten 32 % i dagsljus och 65 % under artificiell belysning med glödlampor [8] . För att ge enhetlig ljuskänslighet i olika delar av spektrumet kan flera olika optiska sensibilisatorer med olika spektrala absorptionsmaxima tillsättas till emulsionen [9] .
Exakt datering av upptäckten av kemisk sensibilisering är svårt, eftersom tidigt arbete i denna riktning inte innehåller viktiga detaljer som är viktiga för att förstå processen som genomförs. År 1864 publicerades data om att ämnen som absorberar fritt jod ger ytterligare känslighet för silverjodid, några senare verk beskriver ökningen av känsligheten hos fotografiska plattor genom att behandla dem i ett avkok av senapsfrön, men det är inte känt om gelatin användes att göra dessa tallrikar. Processen för kemisk mognad verkar ha varit känd sedan 1878, då tidningarna beskrev ökningen av känsligheten hos fotografiska emulsioner med peptiserat gelatin, eftersom beskrivningen av processen inkluderar uppvärmning av emulsionen [3] .
Guldsensibilisering är behandlingen av silverhalogenider vid tillverkning av fotografiska material med salter av ädelmetaller, inte nödvändigtvis guldsalter, trots namnet på processen. Salter av platina, iridium och guld används. Som guldsalter används tiocyanater , ditiocyanaurater eller sulfiter [10] .
Guldsensibilisering upptäcktes 1936 av en anställd hos Agfa [10] R. Kozlovsky, men information om det publicerades inte i den öppna litteraturen på länge [11] .
Den naturliga känsligheten hos silverhalider är begränsad till de blå, violetta och ultravioletta områdena av optisk strålning . Därför förvrängde alla tidiga fotografiska processer fördelningen av ljusstyrkan hos färgade föremål, vilket är bekant för direkt visuell perception. Gula och röda föremål verkade svarta i bilden, medan blå föremål ofta kom ut nästan vita utan några detaljer. Inom landskaps- och arkitekturfotografi gjorde detta det nästan omöjligt att korrekt visa himlen och molnen [12] . Bilden av ett mänskligt ansikte visade sig också vara villkorad: rosa läppar kom ut för mörka och blå ögon nästan vita. Inom fotografiet ställdes detta oftast ut med, och på bio användes specialsminkning , till exempel blått läppstift [13] . Den snäva spektrala känsligheten hos fotografiska material fick dock grundläggande betydelse när man försökte erhålla färgfotografier och filmer [14] . Svårigheterna med att registrera gröna och röda färger gjorde det omöjligt att helt färgseparera . Enhetlig känslighet för ljus med olika våglängder behövdes också inom vetenskaplig fotografering, särskilt inom områden som spektrografi och astrofotografi . Därför var upptäckten 1873 av den tyske kemisten Hermann Vogel av fenomenet optisk sensibilisering ett enormt genombrott, vilket säkerställde den fortsatta utvecklingen av fotografi [15] .
De första fotografiska plattorna med torr kollosion som sensibiliserades för grönt ljus med eosin skapades 1875 av kemisten Waterhouse. År 1884 uppnåddes en liknande grad av sensibilisering, kallad ortokromatisk , av Joseph Eder med användning av erytrosin på gelatin-silver fotografiska emulsioner [16] . Denna typ av fotografiska material är känsliga för strålning med en våglängd upp till 590 nanometer [6] . Rött ljus är dock inte aktivt för dem . Hela det synliga spektrumet blev tillgängligt för registrering först efter upptäckten av pinacyanolsensibilisator av Benno Homolka 1906 [17] . Ytterligare framsteg mot den långa våglängdsdelen av optisk strålning är förknippad med utvecklingen av flygfotografering , som nådde sin topp under första världskriget . Infraröd strålning absorberas svagt och sprids av damm och dimma i atmosfären, vilket möjliggör fotografering från höga höjder utan förlust av kontrast och detaljer [18] . 1919 syntetiserades kryptocyanin i Eastman Kodaks laboratorier , vilket gjorde det möjligt att registrera den nära infraröda strålningen med en våglängd på upp till 800 nanometer. Efter 6 år, med hjälp av neocyanin, flyttades denna gräns tillbaka till 1000 nanometer [19] .
Uppkomsten av pankromatiska fotografiska material under det första decenniet av 1900-talet ledde inte till en snabb ersättning av ortokromatiska fotografiska material, eftersom de senare var billigare och gjorde det möjligt att visuellt kontrollera framkallningsprocessen under icke-aktinisk röd belysning [20] . Men i början av 1930-talet inom fotografi och film gjordes den stora majoriteten av filmningen redan på pankromatiska grader av negativa filmer. Positiva fotografiska material, inklusive fotografiskt papper , förblev dock osensibiliserade , eftersom detta underlättade deras laboratoriebehandling utan att påverka tonreproduktionen. Vissa specialiserade fotografiska material, såsom fotografiska filmer , förblev ortokromatiska, vilket är bekvämare när de utsätts för glödlampor med en liten mängd blått ljus i strålningen. Samtidigt kan de bearbetas under mörkröd icke-aktinisk belysning. Förmågan att sensibilisera fotografisk emulsion för strålning av olika färger gjorde det möjligt att implementera teknikerna för färgfotografi och färgkinematografi . Zonkänsliga lager av fotografiskt färgmaterial i flera lager registrerar olika delar av spektrumet och utför den så kallade interna färgseparationen.
Graden av sensibilisering av det fotografiska materialet påverkar dess färgkänslighet, för namnen på olika typer av vilka det finns allmänt accepterade termer. Följande typer av svartvita fotografiska material används mest:
Fotografiska färgmaterial består av flera fotografiska emulsioner som är sensibiliserade för olika delar av det synliga spektrumet. Oftast är det översta lagret icke-sensibiliserat och uppfattar blå strålar. Det gula filterskiktet under den övre emulsionen blockerar blått ljus, som är känsligt för de mittersta ortokromatiska och nedre pankromatiska skikten. Således uppnås den selektiva känsligheten hos de tre emulsionsskikten för de spektrala områdena som motsvarar de primära färgerna . Som ett resultat av färgseparation genom olika spektral sensibilisering i olika lager erhålls tre partiella bilder [25] .
En minskning av ljuskänsligheten hos fotografiskt material, som vanligtvis används för att förhindra imma från laboratoriebelysning under bearbetning. För detta utförs behandlingen i en lösning av ett speciellt ämne - en desensibilisator . Desensibiliseringsmedel kan vara kemiska, vilket sänker den totala ljuskänsligheten, och färgdesensibilisatorer, vilket sänker den extra färgkänsligheten som förvärvas under optisk sensibilisering [26] .
Bearbetning av ljuskänsligt material före exponering, ändring av det fotografiska lagrets egenskaper i riktning mot att förbättra förutsättningarna för bildandet av en latent bild under fotografering [26] . De mest använda metoderna för hypersensibilisering, som består i att bada fotoskiktet i en lösning av silvernitrat och hålla i en väteatmosfär [27] . Funktioner av hypersensibilisering:
Dessa grundläggande egenskaper begränsar tillämpningen av hypersensibilisering. Under lång tid användes hypersensibilisering i stor utsträckning för att öka känsligheten hos infraröda filmer. Men med utvecklingen av elektroniska ljuskänsliga element har bättre resultat uppnåtts i denna region av spektrumet.