" " Puede visualizar la interacción de las ondas de luz [b] imaginando ondas en el agua.
En un holograma los dos frentes de onda de luz que se cruzan forman un patrón de hiperboloides - formas tridimensionales que parecen hipérbolas girado alrededor de uno o más puntos focales. Puede leer más sobre formas hiperboloidales en Wolfram MathWorld.
La placa holográfica, descansando donde chocan los dos frentes de onda, captura un sección transversal, o una rodaja fina, de estas formas tridimensionales. Si esto suena confuso, imagínese mirando por el costado de un acuario transparente lleno de agua. Si arroja dos piedras al agua en los extremos opuestos del acuario, las ondas se extenderán hacia el centro en anillos concéntricos. Cuando las olas chocan interferirán constructiva y destructivamente entre sí. Si tomó una foto de este acuario y cubrió todo menos una delgada rebanada en el medio, lo que vería es una sección transversal de la interferencia entre dos conjuntos de ondas en una ubicación específica.
La luz que llega a la emulsión holográfica es como las olas del acuario. Tiene picos y valles, y algunas de las olas son más altas mientras que otras son más cortas. El haluro de plata en la emulsión responde a estas ondas de luz del mismo modo que responde a las ondas de luz en una fotografía normal. Cuando desarrolle la emulsión, las partes de la emulsión que reciben una luz más intensa se oscurecen, mientras que los que reciben luz menos intensa permanecen un poco más claros. Estas áreas más oscuras y claras se convierten en franjas de interferencia.
En la siguiente sección veremos el proceso de blanqueo en emulsión.
Blanquear la Emulsión
La amplitud de las ondas corresponde a la contraste entre los flecos. La longitud de onda de las ondas se traduce en forma de cada franja. Tanto la coherencia espacial como el contraste son un resultado directo del reflejo del rayo láser en el objeto.
Volver a convertir estos flecos en imágenes requiere luz. El problema es que todos los pequeños las franjas de interferencia superpuestas pueden hacer que el holograma sea tan oscuro que absorba la mayor parte de la luz, dejando pasar muy poco para la reconstrucción de imágenes. Por esta razón, procesar emulsión holográfica a menudo requiere blanqueamiento usando un baño de lejía. Otra alternativa es usar una sustancia sensible a la luz que no sea haluro de plata, tal como gelatina dicromatada, para registrar las franjas de interferencia.
Una vez que se blanquea un holograma, está claro en lugar de oscuro. Sus franjas de interferencia aún existen, pero tienen una diferente índice de refracción en lugar de un color más oscuro. El índice de refracción es la diferencia entre qué tan rápido viaja la luz a través de un medio y qué tan rápido viaja a través del vacío. Por ejemplo, la velocidad de una onda de luz puede cambiar a medida que viaja por el aire, agua, vidrio, diferentes gases y diferentes tipos de película. Algunas veces, esto produce distorsiones visibles, como la aparente flexión de una cuchara colocada en un vaso medio lleno de agua. Las diferencias en el índice de refracción también provocan arco iris en las pompas de jabón y en las manchas de aceite en los estacionamientos. En un holograma blanqueado las variaciones en el índice de refracción cambian la forma en que las ondas de luz viajan y se reflejan en las franjas de interferencia.
Estos flecos son como un código. Te quita los ojos su cerebro y el tipo de luz adecuado para decodificarlos en una imagen. Veremos cómo sucede esto en la siguiente sección.
Lupa holográfica Si crea un holograma de una escena que incluye una lupa, la luz del haz del objeto atraviesa el vidrio en su camino hacia la emulsión. La lupa difunde la luz láser, tal como lo haría con la luz ordinaria. Esta luz dispersa es la que forma parte del patrón de interferencia en la emulsión.
También puede utilizar el proceso holográfico para ampliar imágenes colocando el objeto más lejos de la placa holográfica. Las ondas de luz reflejadas en el objeto pueden extenderse más antes de llegar a la placa. Puede ampliar un holograma mostrado utilizando un láser con una longitud de onda más larga para iluminarlo.
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Decodificando los flecos " " En un holograma de transmisión, la luz que ilumina el holograma viene del lado opuesto al observador.
Las franjas microscópicas de interferencia en un holograma no significan mucho para el ojo humano. De hecho, dado que las franjas superpuestas son oscuras y microscópicas, todo lo que probablemente verá si observa la película revelada de un holograma de transmisión es un cuadrado oscuro. Pero eso cambia cuando la luz monocromática lo atraviesa. Repentinamente, ves una imagen tridimensional en el mismo lugar donde estaba el objeto cuando se hizo el holograma.
Muchos eventos tienen lugar al mismo tiempo para permitir que esto suceda. Primero, la luz pasa a través de una lente divergente, lo que hace que la luz monocromática, o luz que consta de un color de longitud de onda, golpee todas las partes del holograma simultáneamente. Dado que el holograma es transparente, eso transmite mucha de esta luz, que pasa sin cambios.
Independientemente de si son oscuros o claros, las franjas de interferencia reflejar algo de luz. Aquí es donde las cosas se ponen interesantes. Cada franja de interferencia es como una curva, espejo microscópico. La luz que la golpea sigue la ley del reflejo, al igual que hizo cuando rebotó en el objeto para crear el holograma en primer lugar. Su ángulo de incidencia es igual a su ángulo de reflexión, y la luz comienza a viajar en muchas direcciones diferentes.
" " Las franjas de interferencia en un holograma hacen que la luz se disperse en todas direcciones, creando una imagen en el proceso. Las franjas difractan y reflejan parte de la luz (recuadro), y parte de la luz pasa sin cambios.
Pero eso es solo una parte del proceso. Cuando la luz pasa alrededor de un obstáculo o a través de una rendija, sufre difracción , o se extiende. Cuanto más se difunde un rayo de luz de su camino original, cuanto más tenue se vuelve a lo largo de los bordes. Puede ver cómo se ve esto usando un acuario con un panel ranurado colocado a lo ancho. Si deja caer una piedra en un extremo del acuario, las ondas se extenderán hacia el panel en anillos concéntricos. Solo una pequeña parte de cada anillo pasará por cada espacio en el panel. Cada una de esas pequeñas piezas se irá extendiendo por el otro lado.
Este proceso es un resultado directo de la luz que viaja como una onda, cuando una onda pasa por un obstáculo o atraviesa una rendija, su frente de onda se expande por el otro lado. Hay tantas ranuras entre las franjas de interferencia de un holograma que actúa como un rejilla de difracción , haciendo que aparezcan muchos frentes de onda que se cruzan en un espacio muy pequeño.
Recreando el haz de objetos
La rejilla de difracción y las superficies reflectantes dentro del holograma. recrear la viga del objeto original. Este rayo es absolutamente idéntico al rayo del objeto original antes de que se combinara con la onda de referencia. Esto es lo que pasa cuando escuchas la radio. Su receptor de radio elimina la onda sinusoidal que transportaba la información modulada en amplitud o frecuencia. La ola de información vuelve a su estado original, antes de que se combinara con la onda sinusoidal para la transmisión.
El rayo también viaja en la misma dirección que el rayo del objeto original, extendiéndose a medida que avanza. Dado que el objeto estaba al otro lado de la placa holográfica, el rayo viaja hacia usted. Tus ojos enfocan esta luz y su cerebro lo interpreta como una imagen tridimensional ubicada detrás del holograma transparente. Esto puede sonar descabellado, pero te encuentras con este fenómeno todos los días. Cada vez que te miras al espejo te ves a ti mismo y a los alrededores detrás de ti como si estuvieran del otro lado de la superficie del espejo. Pero los rayos de luz que forman esta imagen no están del otro lado del espejo, son los que rebotan en la superficie del espejo y llegan a tus ojos. La mayoría de los hologramas también actúan como filtros de color , para que vea el objeto con el mismo color que el láser utilizado en su creación en lugar de su color natural.
Esta imagen virtual proviene de la luz que incide en las franjas de interferencia y se extiende hacia sus ojos. Sin embargo, luz que golpea el marcha atrás lado de cada franja hace lo contrario. En lugar de moverse hacia arriba y divergir, se mueve hacia abajo y converge. Se convierte en una reproducción enfocada del objeto, una imagen real que puedes ver si pones una pantalla en su camino. La imagen real es pseudoscópico , o volteada hacia atrás:es lo opuesto a la imagen virtual que puede ver sin la ayuda de una pantalla. Con la iluminación adecuada, Los hologramas pueden mostrar ambas imágenes al mismo tiempo. Sin embargo, en algunos casos, si ve la imagen real o virtual depende de qué lado del holograma esté frente a usted.
Su cerebro juega un papel importante en su percepción de estas dos imágenes. Cuando sus ojos detectan la luz de la imagen virtual, su cerebro lo interpreta como un rayo de luz reflejado por un objeto real. Tu cerebro usa múltiples señales , incluso, oscuridad, las posiciones relativas de diferentes objetos, distancias y paralaje , o diferencias de ángulos, para interpretar esta escena correctamente. Utiliza estas mismas señales para interpretar la imagen real pseudoscópica.
Esta descripción se aplica a los hologramas de transmisión hechos con emulsión de haluro de plata. Próximo, veremos algunos otros tipos de hologramas.
Holografía y Matemáticas Puede describir todas las interacciones entre el objeto y los haces de referencia, así como las formas de las franjas de interferencia, usando ecuaciones matemáticas. Esto hace posible programar una computadora para imprimir un patrón en una placa holográfica, creando un holograma de un objeto que en realidad no existe.
Otros tipos de hologramas " " Los hologramas que se encuentran en las tarjetas de crédito y otros objetos cotidianos se producen en masa estampando el patrón del holograma en la lámina. Imagen cortesía de Dreamstime
Los hologramas que puede comprar como novedades o ver en su licencia de conducir son reflexión hologramas. Por lo general, se producen en masa mediante un método de estampado. Cuando desarrollas una emulsión holográfica, la superficie de la emulsión colapsa a medida que los granos de haluro de plata son reducido a plata pura. Esto cambia la textura de la superficie de la emulsión. Un método para producir hologramas en masa es recubrir esta superficie con metal para fortalecerla, luego usándolo para estampar el patrón de interferencia en una lámina metálica. Mucho del tiempo, puede ver estos hologramas con luz blanca normal. También puede producir hologramas en masa imprimiéndolos desde un holograma maestro, similar a la forma en que puede crear muchas impresiones fotográficas a partir del mismo negativo.
Pero los hologramas de reflexión también pueden ser tan elaborados como los hologramas de transmisión que ya comentamos. Hay muchas configuraciones de objetos y láser que pueden producir este tipo de hologramas. Uno común es un en línea configuración, con el laser, la emulsión y el objeto todo en una sola línea. El rayo del láser comienza como rayo de referencia. Pasa por la emulsión, rebota en el objeto del otro lado, y vuelve a la emulsión como el haz del objeto, creando un patrón de interferencia. Usted ve este holograma cuando la luz blanca o monocromática se refleja en su superficie. Todavía está viendo una imagen virtual:la interpretación de su cerebro de las ondas de luz que parecen provenir de un objeto real al otro lado del holograma.
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Los hologramas de reflexión suelen ser más gruesos que los hologramas de transmisión. Hay más espacio físico para registrar franjas de interferencia. Esto también significa que hay más capas de superficies reflectantes para que penetre la luz. Puede pensar que los hologramas que se hacen de esta manera tienen múltiples capas que tienen solo media longitud de onda de profundidad. Cuando la luz entra en la primera capa, parte de ella se refleja hacia la fuente de luz, y algunos continúan con la siguiente capa, donde el proceso se repite. La luz de cada capa interfiere con la luz de las capas superiores. Esto se conoce como el Efecto Bragg , y es una parte necesaria de la reconstrucción del haz del objeto en hologramas de reflexión. Además, Los hologramas con un fuerte efecto Bragg se conocen como grueso hologramas, mientras que aquellos con poco efecto Bragg son delgada.
El efecto Bragg también puede cambiar la forma en que el holograma refleja la luz, especialmente en hologramas que puede ver con luz blanca. En diferentes ángulos de visión, el efecto Bragg puede ser diferente para diferentes longitudes de onda de luz. Esto significa que puede ver el holograma como un color desde un ángulo y otro color desde otro ángulo. El efecto Bragg es también una de las razones por las que la mayoría de los hologramas novedosos aparecen en verde a pesar de que fueron creados con un láser rojo.
Multiple Images " " The famous hologram "The Kiss" shows a sequence of similar, stationary images. Your eye sees many frames simultaneously, and your brain interprets them as moving images. Image © 1996-2007 Holophile, C ª.
In movies, holograms can appear to move and recreate entire animated scenes in midair, but today's holograms can only mimic movement. You can get the illusion of movement by exposing one holographic emulsion multiple times at different angles using objects in different positions. The hologram only creates each image when light strikes it from the right angle. When you view this hologram from different angles, your brain interprets the differences in the images as movement. It's like you're viewing a holographic flip book. You can also use a pulsed laser that fires for a minute fraction of a second to make still holograms of objects in motion.
Multiple exposures of the same plate can lead to other effects as well. You can expose the plate from two angles using two completely different images, creating one hologram that displays different images depending on viewing angle. Exposing the same plate using the exact same scene and red, green and blue lasers can create a full-color hologram. This process is tricky, aunque, and it's not usually used for mass-produced holograms. You can also expose the same scene before and after the subject has experienced some kind of stimulus, like a gust of wind or a vibration. This lets researchers see exactly how the stimulus changed the object.
Using lasers to make three-dimensional images of objects may sound like a novelty or a form of art. But holograms have an increasing number of practical uses. Scientists can use holograms to study objects in three dimensions, and they can use acoustical holography to create three-dimensional reconstructions of sound waves. Holographic memory has also become an increasingly common method of storing large amounts of data in a very small space. Some researchers even believe that the human brain stores information in a manner that is much like a hologram. Although holograms don't currently move like they do in the movies, researchers are studying ways to project fully 3-D holograms into visible air. En el futuro, you may be able to use holograms to do everything from watching TV to deciding which hair style will look best on you.
To learn more about holograms, dig into the links that follow.
The First Hologram Dennis Gabor invented holograms in 1947. He was attempting to find a method for improving the resolution of electron microscopes. Sin embargo, lasers, which are necessary for creating and displaying good holograms, were not invented until 1960. Gabor used a mercury vapor lamp, which produced monochrome blue light, and filters make his light more coherent. Gabor won the Nobel Prize in Physics for his invention in 1971.
Originally Published:May 21, 2007
Holograms FAQ What are holograms used for? Holograms, or holographs, are images that have parallax and depth. These images are most commonly used to prevent forgeries, and can be found on licenses, credit cards and IDs. Does hologram technology exist? Holograms were invented in 1947 by Dennis Gabor, while he was trying to devise a method to improve the resolution and quality of electron microscopes. The lasers that are essential to create and display holograms, sin embargo, were invented in 1960. What is a hologram and how does it work? Laser beams are split up in order to construct a hologram, causing the light waves that make up the two parts of the beam to travel in similar fashion. It is due to this that the image seems to change. This is also what lends holograms their characteristic three-dimensional quality. What are some other applications of hologram technology? Hologram technology is useful for training and technical education. It is also helpful to designers and engineers who need to create three-dimensional images of their creations. What is a hologram sticker? Such stickers seem to display a 3D image. Printing hologram stickers is not an easy process, which is why it's difficult to recreate them. This is the reason they are widely used for security purposes. Mucha más información Artículos relacionados Cómo funciona la luz
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Holographer.org
Fuentes Enciclopedia Británica. "Holography." Encyclopedia Britannica Online. (4/9/2007)
Gargaro, Pablo. "A New Dimension in Research." Michigan Engineering. (4/9/2007) http://www.engin.umich.edu/alumni/engineer/03FW/ research/holography/
Buen hombre, Joseph W., et. Alabama. "Holography." AccessScience @ McGraw-Hill. 5/13/2002. (4/9/2007)
Graham, Marty. "Fake Holograms a 3-D Crime Wave." Cableado. 2/7/2007. (4/9/2007) http://www.wired.com/science/discoveries/news/2007/02/72664#
Hariharan, P. "Basics of Holography." Cambridge Press. 2002.
Heckman, Felipe. The Magic of Holography. Atheneum. 1986.
Holophile. "Holography." (4/9/2007) http://www.holophile.com/html/about.htm
Kasper, Joseph E. and Steven A. Feller. "The Complete Book of Holograms." John Wiley e hijos. 1987.
Keats, Jonathan. "The Holographic Television." Ciencia popular. (4/9/2007) http://www.popsci.com/popsci/whatsnew/ 569f0e0796b84010vgnvcm1000004eecbccdrcrd.html
Krakow, Gary. "How to Make Holograms at Home." MSNBC. 5/6/2005 (4/9/2007) http://www.msnbc.msn.com/id/7759505/
Outwater, Christopher and Van Hamersveld. "Practical Holography." Dimensional Arts. (4/9/2007) http://www.holo.com/holo/book/book1.html
University of Georgia. "Holography." Hiperfísica. (4/9/2007) Williams, Conde. "Acoustical Holography." AccessScience @ McGraw-Hill. 5/8/2002. (4/9/2007)