Механізм фотоперетворення в плівках БР під дією світла

Процес фотоперетворення БР має складний динамічний характер. Складність характеру зумовлена відносно великою кількість стадій процесу та значною різницею в часі переходу від однієї до іншої інтермедіати. На різних стадіях фотоперетворення молекула БР змінює свій спектр поглинання, величину поляризації, анізотропні властивості тощо. Крім того молекули БР нерівномірно розподіляються по інтермедіатам цикла, що приводить до неоднозначності в зміні оптичних характеристик. Це в більшості випадків не дозволяє однозначно зробити інтерпритацію результатів досліджень.

В більшості випадків розглядають спрощений процес переходу вихідної форми BR570 в форму M410. Для більш детального вивчення процесу створюють спеціальні умови, які дозволяють виділити окремі інтермедіати циклу, або використовують методи фемпто-, піко- та Фур’є-спектроскопії тощо. В загальному випадку зміни в спектрах поглинання шару БР представляють у диференційному вигляді (рис.3.1.).

Рис. 2.4 Зміна спектру поглинання шару БР після опромінювання його актинічним світлом на протязі 1 (крива 1), 5 хвилин (крива 2) та відновлення його після припинення опромінювання (крива 3 і 4) [24].

Для запису та обробки інформації в плівках на основі БР використовують монохроматичне, в тому числі, лазерне випромінювання.

Початкова стадія фотоперетворення починається з моменту включення актинічного випромінювання і закінчується моментом досягнення максимуму інтенсивності в дифрагованому порядку пробного пучка. Вона характеризується однаковим часом наростання інтенсивності і не залежить від умов експонування. Цей факт можна пояснити тим, що на початковій стадії після поглинання кванта світла проходять фотохімічні процеси перетворення безпосередньо молекули БР без участі оточуючого середовища. Після досягнення максимуму інтенсивності спостерігається її спад. З одного боку він обумовлений процесом „замивання” штрихів гратки, а з іншого – характер спаду в великій мірі залежать від величини вологості плівки та інтенсивності записуючих пучків. При тривалому запису голограми зміни в кінетиці продовжуються до досягнення стану динамічної рівноваги. Інтенсивність дифракційних порядків може знову зростати не зважаючи на те, що процес „замивання” штрихів гратки уже закінчився. Величина пропускання плівки теж змінюється, але характер цих змін не відповідає кінетиці дифрагованих пучків. Тривалі зміни в кінетиці запису пояснюються поступовим переходом молекул БР з темно- в світлоадаптований стан та появою біологічних процесів, що пов’язані з переносом протона через мембрану[3].