Изображение на магнитной пленке

ИЗОБРАЖЕНИЕ НА МАГНИТНОЙ ПЛЕНКЕ


В 1968 году группа советских физиков: Л. Клюкин, Б. Степанов, В. Фабриков и А. Хромов предложили способ регистрации изображения теплового поля на особым способом полученную металлическую магнитную пленку.
Сочетание слов «изображение» и «магнитная пленка» вызывает у искушенного читателя уверенность, что сейчас речь пойдет о видеозаписи, о регистрации изображения на пленку, аналогичную той, которая применяется в видеомагнитофоне.
Но это не так. В термофотографии принцип последовательной записи по точкам неприемлем из-за высокой скорости фотографируемых процессов. Здесь используется другой принцип, и применяемая для этой цели магнитная пленка вовсе не та пленка, которую используют для магнитофонной записи.
Магнитные пленки, о которых идет речь, изготовляются из железоникелевого сплава, который наносят на стеклянную или металлическую подложку осаждением в вакууме или электролитическим путем.
Такая пленка, как и всякий ферромагнитный материал, состоит из намагниченных участков—доменов. В этих пленках домены имеют форму узких полос. Под действием внешнего магнитного поля полосы могут поворачиваться, выстраиваясь вдоль направления поля. Перестройка их начинается только при определенном значении величины внешнего магнитного поля — его называют полем старта. Это поле в некоторой степени аналогично коэрцитивной силе и так же, как и она, зависит от температуры. С ее повышением колебания атомов в решетке ферромагнетика возрастают, что и приводит к уменьшению их упорядоченности, а следовательно, и к снижению величины поля старта. Внешне магнитные пленки с полосовой доменной структурой напоминают металлическое зеркало размером чаще всего 50 мм на 50 мм или более. А по своим свойствам они в одном отношении сходны с фотопленкой: тоже способны сохранять записанное изображение. Люминофоры, холестерические жидкие кристаллы, полупроводниковые пленки такой памятью не обладают. Достаточно убрать источник тепла, и его изображение быстро исчезнет. У магнитных пленок с полосовой доменной структурой этого не происходит.
Как же используются такие магнитные пленки для записи теплового рельефа? Вначале пленку помещают в достаточно сильное магнитное поле. В этом поле полосовая структура ориентируется в нужном направлении. Затем поле отключают и под углом 90е к направлению ранее приложенного поля включают магнитное поле записи. Величина его меньше поля старта и поэтому недостаточна для поворота структуры без нагрева. Это поле записи действует на пленку все время, пока длится регистрация. В процессе записи каждый участок пленки нагревается до соответствующей температуры. Чем выше температура, тем меньше значение поля старта на данном участке и, следовательно, тем большим здесь будет поворот доменов.
Записанный на магнитной пленке тепловой рельеф в виде распределения участков с различным поворотом доменов, разумеется, не виден человеческому глазу— внешне поверхность пленки представляет собой зеркало при любой намагниченности. Чтобы запечатленную картину сделать видимой, на пленку предварительно наносят коллоидную жидкость, в которой содержатся ферромагнитные частицы. Поэтому поверхность пленки после «облучения» теплом превращается в определенную последовательность коллоидных волн. Каждая волна как бы прикреплена к полосе намагниченности; при повороте данной полосы поворачивается и коллоидная волна. Если теперь осветить пленку, эти волны будут действовать на свет, как дифракционные решетки. Направление, под которым свет будет отражаться от них, связано с величи- ной угла поворота таких решеток. Например, если до записи наблюдатель видит отраженный от пленки свет под углом 90° к направлению начального намагничивания, то участок, где в результате нагрева домены повернулись, будет казаться ему темным. Так тепловой рельеф трансформируется в распределение углов отражения подсветки, что уже легко зарегистрировать традиционными методами фотографии. Достоинство магнитных пленок — это прежде всего наличие «памяти». Однако есть у них и существенный недостаток: магнитная пленка — это слой металла, а он обладает высокой теплопроводностью, и поэтому длительность процесса записи должна быть малой. Практически никаких искажений теплового рельефа при записи не произойдет, если время экспозиции будет меньше одной миллионной доли секунды.
Именно поэтому магнитная пленка наиболее приспособлена для регистрации мощных потоков излучения лазеров, работающих в режиме, когда длительность импульса составляет миллиардные доли секунды и менее.