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Lexikon der Optik: Sensibilisierung

Sensibilisierung, Steigerung der photographischen Empfindlichkeit (charakteristische Kurve) durch eine bestimmte Behandlung des photographischen Materials.

Bei der chemischen S. erfolgt die Empfindlichkeitssteigerung durch Wärmebehandlung (2. Reifung) im Prozeß der Herstellung einer photographischen Schicht. Unter dem Einfluß der Gelatine und in Abhängigkeit vom Halogenidüberschuß, vom pH-Wert und von zugesetzten Stoffen laufen chemische Reaktionen an der Oberfläche der Silberhalogenidkörner ab, die die Empfindlichkeit insgesamt (nahezu wellenlängenunabhängig) erhöhen. Schon frühzeitig wurde die Bedeutung des Schwefels erkannt, der in den meisten Gelatinen als Thiosulfat enthalten ist. Durch Einwirkung auf das Silberhalogenid entstehen kleine Mengen von Silbersulfid, das an der Kristalloberfläche Empfindlichkeitszentren bildet. Große Empfindlichkeitssteigerungen werden durch Zusätze von Gold, speziell in der Form von K[Au(CNS)2], erreicht. Die theoretische Durchdringung der einzelnen Prozesse ist bisher noch nicht vollständig gelungen.

Mit der spektralen S. wird die Empfindlichkeit des photographischen Materials nach längeren Wellen hin erweitert. Dazu werden Farbstoffe eingesetzt, die in den zusätzlichen Spektralbereichen eine ausreichende Lichtabsorption aufweisen. Sie werden vor dem Vergießen der Emulsion zugesetzt, können jedoch auch durch nachträgliches Baden in Sensibilisatorlösungen eingebracht werden. Die an den Silberhalogenidkristallen adsorbierten Farbstoffe können ihre durch Lichtabsorption erhaltene Anregungsenergie auf das Silberhalogenidkorn übertragen. Für die Form der Übertragung gibt es keine einheitliche Vorstellung. Ein Teil der experimentellen Befunde kann als Energieübertragung im Sinne eines klassischen Resonanzphänomens erklärt werden, ein anderer Teil durch Elektronenübertragung, wobei die Energieniveaus des Farbstoffs eine geeignete Lage zu Valenz- und Leitungsband des Silberhalogenids haben.

Die spektrale S. wurde 1873 von H.W. Vogel an Hand von Textilfarbstoffen entdeckt. Heute sind einige Hundert Sensibilisatoren speziell für die photographische Schicht bekannt, von denen aber nur ein kleiner Teil zur technischen Anwendung kommt. Dies sind besonders die Polymethine, wobei wiederum die Cyanine die größte Rolle spielen. Es gelang, die Empfindlichkeit von Schwarzweiß-Material bis zu einer Wellenlänge von etwa 1,3 μm zu erweitern. Zumindest bei Zimmertemperatur ist eine noch längerwellige S. nicht möglich, da dann bereits die Wärmeenergie zur Bildung von Entwicklungszentren ausreicht (photographischer Elementarprozeß).

Da die Farbstoffe nur selektiv wirksam sind, müssen zur Empfindlichkeitserhöhung über einen weiten Längenwellenbereich mehrere Farbstoffe eingesetzt werden, die sich in ihrer spektralen Wirksamkeit ergänzen. Wird photographisches Schwarzweiß-Material für grünes und gelbes Licht (Wellenlänge 490 bis 590 nm) sensibilisiert, so spricht man von orthochromatischen, bei S. für das gesamte sichtbare Spektrum von panchromatischen photographischen Schichten. Eine existentielle Bedeutung hat die spektrale S. für die Farbenphotographie, da jede der dort benutzten Emulsionsschichten nur für eine der Grundfarben empfindlich sein soll. Dazu werden Sensibilisatoren eingesetzt, die schmale spektrale Empfindlichkeitsmaxima haben.

Die für eine optimale spektrale S. benötigten Farbstoffkonzentrationen sind sehr gering (10-3 bis 10-6 der Konzentration des Silberhalogenids). Höhere Konzentrationen setzen die Empfindlichkeit herab, sie wirken dann als Desensibilisatoren. Durch geringe Zusätze geeigneter anderer Stoffe, die selbst nicht Sensibilisatoren sein müssen, kann die S. gesteigert (Über- oder Supersensibilisierung) oder geschwächt (Antisensibilisierung) werden.

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