Sensibilisering af fotografiske materialer - en stigning i deres samlede lysfølsomhed og udvidelse af zonen med spektral følsomhed ud over det naturlige for sølvhalogenider [ 1] . Sølvbromid og sølvjod gelatine fotografiske emulsioner uden sensibilisering er kun følsomme i den blå-violette zone af synlig stråling og over for ultraviolette stråler . Sølvchloridemulsioner er praktisk talt ufølsomme over for synlig stråling og reagerer kun på ultraviolet stråling. Ved hjælp af sensibilisering er det muligt at opnå deres ensartede følsomhed over for hele det synlige spektrum og endda over for langbølget infrarød stråling .
I nogle tilfælde bruges udtrykket "sensibilisering" i relation til fremstillingsteknologien af nogle fotografiske materialer, der angiver det stadium, hvor en komponent, der er ufølsom over for lys, bliver lysfølsom. Dette gælder også for ikke-sølv fotografiske processer såsom cyanotype , gummi arabicum fotoprint og andre.
Der er kemisk og optisk sensibilisering.
Kemisk sensibilisering øger den naturlige lysfølsomhed af sølvhalogenidmikrokrystaller, hvilket fører til en stigning i det fotografiske materiales overordnede lysfølsomhed [2] uden praktisk talt nogen ændring i dets spektrale følsomhed. Kemisk sensibilisering anvendt i industriel produktion af fotografiske materialer refererer som regel til en af tre hovedtyper og deres forskellige kombinationer [3] :
Kemisk sensibilisering omfatter også en række andre eksperimentelle og sjældent anvendte metoder: brugen af salte af andre tungmetaller end guld; indførelse af halogenacceptorer og doping af urenheder ved at bombardere en fotografisk emulsion ved acceleratorer [3] .
Processen med kemisk sensibilisering i industriel emulgering involverer brugen af inert gelatine for at undgå ukontrolleret utilsigtet sensibilisering af stofferne indeholdt i gelatinen. I nogle tilfælde udføres det blot ved at tilføje en kemisk sensibilisator, men oftere kombineres denne proces med opvarmning af emulsionen, kaldet den anden (kemiske) modning. Mængderne af tilsat kemisk sensibilisator skal kontrolleres omhyggeligt, da overskridelse af dem, overophedning af emulsionen eller for lang kemisk modningstid ikke vil øge følsomheden, men vil reducere den og i høj grad øge sløret. Den optimale mængde sensibilisator er ca. 2· 10-5 mol pr. 1 mol sølvhalogenid. Som et resultat af kemisk sensibilisering stiger emulsionens lysfølsomhed flere gange [4] [5] .
Optisk sensibilisering eller spektral sensibilisering ændrer, udover at give den fotografiske emulsion yderligere fotosensitivitet, den spektrale fotosensitivitet [6] . I dette tilfælde bliver det fotografiske materiale følsomt over for de dele af det elektromagnetiske spektrum, som ikke har en fotokemisk effekt på det ikke-sensibiliserede sølvhalogenid og ikke fører til dannelsen af et latent billede .
Under optisk sensibilisering indføres såkaldte optiske sensibilisatorer i emulsionen under fremstillingen, som er organiske farvestoffer med en kompleks kemisk formel [1] og har absorptionsbånd i den langbølgelængde del af spektret, hvori sølvhalogenider ikke absorberer . Disse farvestoffer adsorberes på overfladen af sølvhalogenidmikrokrystaller i form af et monomolekylært lag .
Essensen af optisk sensibilisering ligger i, at lyskvanter , der ikke absorberes direkte af sølvhalogenidmikrokrystaller, absorberes af farvestoffet under eksponeringen, og samtidig overføres energien fra fotoexciterede farvestofmolekyler til sølvhalogenidkrystaller - en elektron fra et exciteret farvestof molekyle genopretter sølvionen Ag + i sølvhalogenidkrystalgitteret til sølvatomet og danner derved et latent billede i krystallen [7] . I denne proces bliver farvestofmolekylet igen oxideret til det tilsvarende halogenid.
Optisk sensibilisering fører ikke kun til en udvidelse af det spektrale følsomhedsområde mod længere bølgelængder, men også til en stigning i det fotografiske materiales samlede lysfølsomhed. Så for isokromatiske fotografiske materialer sensibiliseret over for lys med en bølgelængde på op til 650 nanometer er stigningen i den samlede lysfølsomhed 32 % i dagslys og 65 % under kunstig belysning med glødelamper [8] . For at give ensartet lysfølsomhed i forskellige dele af spektret kan flere forskellige optiske sensibilisatorer med forskellige spektrale absorptionsmaksima tilsættes emulsionen [9] .
Præcis datering af opdagelsen af kemisk sensibilisering er vanskelig, da tidligt arbejde i denne retning ikke indeholder nøgledetaljer, der er vigtige for at forstå den proces, der udføres. I 1864 blev der offentliggjort data om, at stoffer, der absorberer frit jod , giver yderligere følsomhed over for sølviodid, nogle senere værker beskriver stigningen i følsomheden af fotografiske plader ved at behandle dem i et afkog af sennepsfrø, men det vides ikke, om gelatine blev brugt at lave disse plader. Processen med kemisk modning synes at have været kendt siden 1878, hvor papirerne beskrev stigningen i følsomheden af fotografiske emulsioner med peptiseret gelatine, eftersom beskrivelsen af processen omfatter opvarmning af emulsionen [3] .
Guldsensibilisering er behandlingen af sølvhalogenider ved fremstilling af fotografiske materialer med salte af ædelmetaller, ikke nødvendigvis guldsalte, på trods af processens navn. Salte af platin, iridium og guld anvendes. Som guldsalte anvendes thiocyanater , dithiocyanurater eller sulfitter [10] .
Guldsensibilisering blev opdaget i 1936 af en ansat hos Agfa [10] R. Kozlovsky, men information om det blev ikke offentliggjort i den åbne litteratur i lang tid [11] .
Den naturlige følsomhed af sølvhalogenider er begrænset til de blå, violette og ultraviolette områder af optisk stråling . Derfor forvrængede alle tidlige fotografiske processer fordelingen af lysstyrken af farvede objekter, hvilket er velkendt for direkte visuel perception. Gule og røde objekter fremstod sorte på billedet, mens blå objekter ofte kom ud næsten hvide uden nogen detaljer. I landskabs- og arkitektonisk fotografering gjorde dette det næsten umuligt at vise himlen og skyerne korrekt [12] . Billedet af et menneskeligt ansigt viste sig også at være betinget: lyserøde læber kom ud for mørke, og blå øjne næsten hvide. I fotografiet blev dette oftest stillet op med, og i biografen brugte man speciel makeup , for eksempel blå læbestift [13] . Imidlertid fik fotografiske materialers snævre spektrale følsomhed fundamental betydning, når man forsøgte at opnå farvefotografier og film [14] . Vanskelighederne ved at registrere grønne og røde farver gjorde det umuligt at farveadskille helt . Ensartet følsomhed over for lys med forskellige bølgelængder var også nødvendig i videnskabelig fotografering, især inden for områder som spektrografi og astrofotografi . Derfor var opdagelsen i 1873 af den tyske kemiker Hermann Vogel af fænomenet optisk sensibilisering et stort gennembrud, der sikrede fotografiets videre udvikling [15] .
De første tørre fotografiske kollodionplader , der blev følsomme over for grønt lys med eosin , blev skabt i 1875 af kemikeren Waterhouse. I 1884 opnåede Joseph Eder en lignende grad af sensibilisering, kaldet ortokromatisk , ved at bruge erythrosin på gelatine-sølv fotografiske emulsioner [16] . Denne type fotografiske materialer er følsomme over for stråling med en bølgelængde på op til 590 nanometer [6] . Rødt lys er dog ikke aktivt for dem . Hele det synlige spektrum blev først tilgængeligt for registrering efter opdagelsen af pinacyanol- sensibilisator af Benno Homolka i 1906 [17] . Yderligere fremskridt hen imod den langbølgede del af optisk stråling er forbundet med udviklingen af luftfotografering , som toppede i Første Verdenskrig . Infrarød stråling absorberes svagt og spredes af atmosfærens støv og tåge, hvilket tillader optagelser fra store højder uden tab af kontrast og detaljer [18] . I 1919 blev kryptocyanin syntetiseret i laboratorierne hos Eastman Kodak , hvilket gjorde det muligt at registrere den nære infrarøde stråling med en bølgelængde på op til 800 nanometer. Efter 6 år blev denne grænse ved hjælp af neocyanin rykket tilbage til 1000 nanometer [19] .
Fremkomsten af pankromatiske fotografiske materialer i det første årti af det 20. århundrede førte ikke til en hurtig udskiftning af ortokromatiske fotografiske materialer, da sidstnævnte var billigere og gjorde det muligt visuelt at kontrollere udviklingsprocessen under ikke-aktinisk rød belysning [20] . Men i begyndelsen af 1930'erne inden for fotografi og film blev langt størstedelen af optagelserne allerede lavet på pankromatiske kvaliteter af negative film. Imidlertid forblev positive fotografiske materialer, herunder fotografisk papir , usensibiliserede, da dette lettede deres laboratoriebehandling uden at påvirke tonegengivelsen. Nogle specialiserede fotografiske materialer, såsom fotografiske film , forblev ortokromatiske, hvilket er mere bekvemt, når de udsættes for glødelamper med en lille mængde blåt lys i strålingen. Samtidig kan de behandles under mørkerød ikke-aktinisk belysning. Evnen til at sensibilisere fotografisk emulsion over for stråling fra forskellige farver gjorde det muligt at implementere teknologierne for farvefotografering og farvefilm . Zonefølsomme lag af farve flerlags fotografiske materialer registrerer forskellige dele af spektret og udfører den såkaldte interne farveseparation.
Graden af sensibilisering af det fotografiske materiale påvirker dets farvefølsomhed, for navnene på forskellige typer, som der er almindeligt accepterede udtryk for. Følgende typer sort/hvid fotografiske materialer er mest udbredt:
Farvefotografiske materialer består af flere fotografiske emulsioner, der er følsomme over for forskellige dele af det synlige spektrum. Oftest er det øverste lag ikke-sensibiliseret og opfatter blå stråler. Det gule filterlag under den øverste emulsion blokerer for blåt lys, som er følsomt over for de midterste ortokromatiske og nedre pankromatiske lag. Således opnås den selektive følsomhed af de tre emulsionslag over for de spektrale områder svarende til de primære farver . Som et resultat af farveseparation ved forskellig spektral sensibilisering i forskellige lag opnås tre delbilleder [25] .
En reduktion i lysfølsomheden af fotografisk materiale, der almindeligvis bruges til at forhindre dug fra laboratoriebelysning under behandling. Til dette udføres behandlingen i en opløsning af et specielt stof - en desensibilisator . Desensibilisatorer kan være kemiske, hvilket sænker den overordnede lysfølsomhed, og farvedesensibilisatorer, hvilket sænker den yderligere farvefølsomhed, der erhverves under optisk sensibilisering [26] .
Behandling af lysfølsomt materiale før eksponering, ændring af det fotografiske lags egenskaber i retning af at forbedre betingelserne for dannelsen af et latent billede under optagelse [26] . De mest udbredte metoder til hypersensibilisering, som består i at bade fotolaget i en opløsning af sølvnitrat og holde i en hydrogenatmosfære [27] . Egenskaber ved hypersensibilisering:
Disse grundlæggende egenskaber begrænser anvendelsen af hypersensibilisering. I lang tid blev hypersensibilisering i vid udstrækning brugt til at øge følsomheden af infrarøde film. Men med udviklingen af elektroniske lysfølsomme elementer er der opnået bedre resultater i denne region af spektret.