信息记录材料及应用解析.ppt

信息记录材料及应用浙江科技学院黄学林第一章绪论第一节信息记录技术的发展信息记录技术、材料不断发展模拟信息记录技术、数字信息记录技术信息（文字、声音、图像等）记录技术一、感光材料的发展1727年发现AgCl具有感光性1800年AgNO3制成成像材料，影像不固定AgCl取代AgNO31835年NaCl定影1839年海波(Na2S2O3)定影感光材料的诞生光敏物质:AgXXCl、Br、I1839年银板法Ag板I2AgIhυHg气Ag-Hg定影影像1841年美色法纸AgNO3KI处理hυ显影定影负像过蜡、复制1851年珂罗酊湿板法硝化纤维棉胶碘棉胶玻璃板hυ显影定影影像1871年明胶代替棉胶照相干版AgBr代替AgCl感光材料进入新阶段溶解KI涂布湿Fe2SO41873年染料引入全色感光材料1887年片基代替玻璃胶片1920’彩色感光材料出现1.染印法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2.多层片：1935年Kodak1936年Agfa3.一步成像：Polar4.银漂法：Ciba二、信息存储器的发展20世纪40年代，光学仪器的发展和照相技术的进步（使用缩微胶卷）缺点是胶卷上的疵点和划痕极易产生错码，不宜存储二进位数据。

20世纪50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不久，研制出了阴极射线管存储器和磁鼓20世纪60年代，开始采用磁芯存储器1970年前后，磁盘存储器1980年前后，半导体存储器20世纪70年代末出现了光盘存储技术20世纪80年代末，铁电薄膜半导体随机存储器研制成功20世纪90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磁存储技术成为20世纪90年代最主要的、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、传播过程中第二节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发出者、信息接受者和信息中介一.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学反应光化学过程：受激分子处于很高的振动能级，它就可能发生离解、异构化或与其他分子发生反应。

Grotthus-Draper定律：只有被分子吸收的（光化学第一定律）光才可以引起光化学变化Stark-Einstein定律：一个分子在吸收一个（光化学第二定律）光子后即生成电子激发态特点：电子分布发生变化，即激发态分子过程：1.激发过程：分子吸收光能，电子从基态向高能级跃迁，成为激发态2.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间体而发生化学反应光化学一次过程光化学二次过程基态分子激发态分子吸光放出能量激发态分子生成物Ⅰ活性物生成物Ⅱ激发态分子基态分子反应或失活能量转移失活失活光敏作用：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:A+C→A+CC+D→PAgBr十hγ→Ag十Br物质A称为光敏剂这是照相技术的基础光的特性1.光能光：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特点：波粒二象性（光的波动和微粒相互并存的性质）能量：E=hμ=hCλE：能量，μ：频率h：普朗克常数C：光速λ：光的波长二、信息及其表现形式信息的形式1.模拟量信息彩色、密度、图像、图形………2.数字式信息01001000011101001013.文字字母符号信息abc……..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(是连续变化的信号)和数字信号(幅度取值离散的信号)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的。

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、传输及其处理的方式三、信息载体1.能量信息载体(EnergyInationCarrier)光波长，强度……音频率，强度……电电压，电流，频率，强度，静电荷，电子束……磁磁强度……粒子束强度……力强度……2.物性信息载体(MaterialPropertyInationCarrier)光物性反射，吸收，透过，折射，偏光，发光性，发色性……音物性反射，吸收……电物性导电性，起电性，介电性，电荷接收性，电子放射性……磁性磁化率，透磁性……热物性导热率，热容量，热融性，软化性，分解性……界面物性附着性，润湿，吸附性，粘着性……化学物性反应性，染色性，稳定性……力学物性硬度，粘弹性，膨胀性，收缩性，破坏性……形态物性凹凸性，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四、信息的记录转换１.信息记录的基本过程原信息载体转换能量吸收材料内部转换后处理记录信息２.信息载体的转换1.能量能量2.能量物性3.物性能量4.物性物性３.信息记录材料信息记录、储存、传输和再现的工具。

主体：影像信息获取：光、热、磁、电……材料：银盐感光材料、非银盐感光材料、磁记录材料……第三节信息记录材料的基本性能及分类一、信息记录材料的性能1.敏感性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感光度2.可识别性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识别或还原信息的能力3.稳定性、可靠性信息记录材料所记录的信息应在较长时间内保持不变4.成本、操作性、污染程度等二、信息记录材料的分类（一）.按记录信息的特点分类1.非重复性记录技术(Non-rewritableMarkingTechnology)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，不随时间和空间的变化而变化银盐记录技术、光(X射线，电子束，离子束)微刻技术、硬拷贝技术等等都属于这个范畴2.可重复性记录技术(Re-writableMarkingTechnology)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、可逆热敏记录技术等等都属于这个范畴。

3.显示技术(DisplayTechnology)靠特定不间断物理刺激维持的“记录”技术，所“记录”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空稳定性激光显示、荧光屏液晶霓虹灯显示等等都属于这个范畴二）.按材料内部转换模式分类1.光敏记录系统(PhotosensitiveSystems)1-1.光化学记录系统(PhotochemicalSystems)(1)银盐照相(SilverHalidePhotography)(2)非银盐照相(Non-silverHalidePhotography)1-2.光物理记录系统(PhotophysicalSystems)(1)静电照相(ElectoePhotographyXerography)(2)光致热敏记录(Photo-inducedThermalRecording)2.热敏记录系统(ThermalSensitiveSystems)2-1.不可逆热敏系统(Non-reversibleThermalSystems)(1)热物质转移(ThermalTransferSystems)a.热蜡转移(ThermalWaxTransfer)b.染料热升华(DaySublimationProcess)(2)热刻蚀系统(ThermalAblazeSystem)(3)热致化学反应(ThermalChemicalProcess)2-2.可逆热敏系统(ReversibleThermalSystems)3.静电记录系统(ElectrostaticRecordingSystems)3-1.放电破坏(ElectrostaticDestructiveProcess)3-2.电荷沉积(ChargeDepositionProcess)3-3.电解成像(ElectrolysisImaging)4.喷墨记录系统(InkJetSystem)5.磁记录系统(MagneticRecordingSystems)6.压敏记录系统(PressureSensitiveSystems)7.其它高密记录存储系统7-1.光化学烧空(PHB.PhotochemicalHoleBurning)7-2.光致变色(Photochromism)7-3.光磁盘(Photo-magneticDisk)7-4.光盘(LaserDisk)三、信息记录材料的应用领域印刷、电影、电视、照相、涂料、医疗、工业….第四节信息记录质量的评价参数l信息记录密度信息容量l记录速度敏感度l记录可靠性l杂音信噪比l记录信息的稳定性l记录信息的可识别性l记录系统的操作性l成本价格性能比l对消耗材料的技术要求l记录系统对环境是否造成污染第二章银盐信息记录材料（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“银盐感光材料”，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1.卤化银光敏物质:AgXXCl、Br、I银的卤化物包括AgFAgCl，AgBr，AgI（１）AgF（２）AgCl（３）AgBr（４）AgI银的卤化物的感光性顺序为AgIAgCl1时，影像的反差大于被摄体的反差γ1时，影像的反差小于被摄体的反差负片0.8左右正片在2.5一3左右3.宽容度（L）和有效宽容度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印刷片：直线部分的密度大于3.0，则终点选为D=3.0点4.感光度（S）感光材料对光的敏感程度S=KH感光度越高，所需要的该曝光量越少感光度越低，所需要的该曝光量越多。

黑白负片：S=0.8彩色摄影负片：S=212HD0+0.15印刷片：S=1HD0+1.0黑白相纸：Ｓ＝103HD0+0.６０不同的感光度标准制：德国：DIN，美国：ASA，中国：ＧＢ，国际标准：ＩＳＯ１）DIN制２）ASA制感光度对胶片感光性能的影响5.灰雾度（D0）感光材料未经曝光，直接显影加工所得到的影像密度用D0来表示，是感光材料的最小密度，也是在特性曲线A点对应的密度值灰雾密度应该越低越好6.感色性感光材料对不同颜色，不同波长光的敏感特性色盲片：400～500nm正色片：400～600nm全色片：400～700nm七、解像力和清晰度是对感光材料记录最小细部能力的一种评价，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1in1cm或1mm或者用Ｒ表示，单位为线mm清晰度是感光材料展现细节的清晰程度，它与分辨率的概念有区别八、颗粒度和颗粒性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，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，形状和分布，与显影加工工艺有关。

九、保存性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。