¿Qué es un holograma?

1. ¿Qué es un holograma? Taller para Estudiantes Secundarios La holografía y sus aplicaciones Dr. Nicolás Budini, Cecilia Mulone, Dr. Felipe Garcés IFIS Litoral (UNL-CONICET) y UTN Paraná

2. Holografía y hologramas • Holografía: del griego escribir todo, es una técnica mediante la cual se registra la interferencia entre la luz reflejada por un objeto y una luz de referencia. • Holograma: es la imagen que se registra mediante la técnica holográfica o bien la imagen que se reconstruye a partir del holograma. • Un holograma es a la holografía lo que una foto (fotograma) es a la fotografía. • La holografía es una técnica muy emparentada con la fotografía.

3. Holografía y hologramas Se prepara la escena ¿Cómo se produce una foto?

4. Holografía y hologramas Se ilumina la escena ¿Cómo se produce una foto?

5. Holografía y hologramas Se captura la luz reflejada ¿Cómo se produce una foto?

6. Holografía y hologramas Se prepara la escena ¿Cómo se produce un holograma?

7. Holografía y hologramas Se ilumina la escena (con luz coherente) ¿Cómo se produce un holograma?

8. Holografía y hologramas Se captura la luz reflejada, pero … ¿Cómo se produce un holograma?

9. Holografía y hologramas Se ilumina también directamente la película (haz de referencia) ¿Cómo se produce un holograma?

10. Holografía y hologramas - No hay una lente que focaliza la imagen - Hay haz de referencia (hay interferencia) - La luz es coherente (láser) - Hay una lente que focaliza la imagen - No hay haz de referencia - La luz es incoherente Diferencias entre la holografía y la fotografía

11. Holografía y hologramas Los dispositivos para adquirir imágenes cuentan con una lente …

12. Holografía y hologramas sensor óptico CCD pero en holografía la lente no se usa (no se focaliza la imagen)

13. Holografía y hologramas con lente se forma una imagen sin lente se forma un mapa de intensidades

14. Holografía y hologramas objeto Mapa de intensidades de la luz reflejada por el objeto adquirido sin lente

15. Holografía y hologramas objeto referencia ¡HOLOGRAMA! Mapa de intensidades de la luz de referencia y la luz reflejada por el objeto adquirido sin lente

16. Holografía y hologramas MAPA DE INTERFERENCIA ENTRE LA LUZ REFLEJADA POR EL OBJETO Y LA LUZ DE REFERENCIA Pero… ¿qué es la interferencia de la luz?

17. Holografía y hologramas • ¿Para qué sirve un holograma? Sirve básicamente para almacenar información de la luz reflejada por los objetos de la escena (al igual que una foto) • ¿Cómo se recupera la imagen almacenada en un holograma? Puede recuperarse iluminando el holograma con la misma luz de referencia con la que fue tomado (si el sensor usado fue una película fotográfica) ¿Y si se usó una cámara digital? En este caso se recupera mediante un programa computacional

18. Holografía y hologramas • ¿Para qué sirve un holograma? Sirve básicamente para almacenar información de la luz reflejada por los objetos de la escena (al igual que una foto) • ¿Cómo se recupera la imagen almacenada en un holograma? Puede recuperarse iluminando el holograma con la misma luz de referencia con la que fue tomado (si el sensor usado fue una película fotográfica) • ¿Y si se usó una cámara digital? En este caso se recupera mediante un programa computacional sensor digital holograma digital imagen digital algoritmo

19. Repaso de óptica • ¿Qué es la luz? La luz es una onda electromagnética • ¿Y qué significa que una onda sea electromagnética? Que está compuesta por la oscilación (onda) de un campo eléctrico (electro-) y un campo magnético (-magnética) • ¿Y qué es la interferencia de la luz? Es la interacción entre dos o más ondas de luz al encontrarse en un mismo punto del espacio y al mismo tiempo

20. Interferencia de la luz

21. Interferencia de la luz iluminación

22. Interferencia de la luz iluminación

23. Interferencia de la luz iluminación

24. Interferencia de la luz franjas de interferencia pantalla iluminación

25. Interferencia de la luz • Las ondas de luz sólo pueden interferir bajo la condición de que sean coherentes • Pero… ¿qué es la coherencia? Dos o más ondas de luz son coherentes si entre ellas se recuerdan y reconocen mutuamente al reencontrarse después de haberse separado (correlación espacial y temporal) • Una lámpara común NO emite luz coherente • El láser es la fuente de luz coherente por excelencia ¿Nos conocemos? Mmm… no recuerdo Ondas incoherentes Creo que nos conocemos Sí! Fuimos a la misma escuela Ondas coherentes

26. Interferencia de la luz Las ondas de luz generadas por la lámpara común son inhomogéneas y varían en función del tiempo La luz incoherente no sirve para producir un holograma

27. Interferencia de la luz Las ondas de luz generadas por un láser son homogéneas y se mantienen lo suficientemente constante en función del tiempo La luz coherente sí sirve para producir un holograma

28. Generación de hologramas • Para generar un holograma se necesita en primer lugar un objeto o una escena y acomodar el sistema compuesto por el objeto, la fuente de luz y el sensor óptico adecuadamente • Luego, es necesario iluminar el objeto con luz coherente (láser). Puede ser un puntero láser común (hay de distintas calidades). El sensor óptico debe ser de calidad relativamente buena. • Hay que buscar que el reflejo del objeto (haz del objeto) llegue al sensor óptico, como así también asegurarse de que llegue a éste el haz de referencia • Si todo está adecuadamente ubicado, el sensor debe registrar el mapa de interferencia entre el haz del objeto y el de referencia sensor óptico cámara CCD Objeto (peón) espejo Puntero láser

29. Generación de hologramas • Para generar un holograma se necesita en primer lugar un objeto o una escena y acomodar el sistema compuesto por el objeto, la fuente de luz y el sensor óptico adecuadamente • Luego, es necesario iluminar el objeto con luz coherente (láser). Puede ser un puntero láser común (hay de distintas calidades). El sensor óptico debe ser de calidad relativamente buena. • Hay que buscar que el reflejo del objeto (haz del objeto) llegue al sensor óptico, como así también asegurarse de que llegue a éste el haz de referencia • Si todo está adecuadamente ubicado, el sensor debe registrar el mapa de interferencia entre el haz del objeto y el de referencia

30. Reconstrucción de hologramas • Los hologramas almacenados en película fotográfica deben ser iluminados para reconstruir la imagen (con un haz de referencia similar al usado para grabarlo) Los hologramas digitales se reconstruyen mediante algoritmos de computadora ualquier porción del holograma contiene información de toda la escena (3) (1) (2) (3) (1) (2)

31. Reconstrucción de hologramas • Los hologramas almacenados en película fotográfica deben ser iluminados para reconstruir la imagen (con un haz de referencia similar al usado para grabarlo) • Los hologramas digitales se reconstruyen mediante algoritmos de computadora Cualquier porción del holograma contiene información de toda la escena holograma digital imagen digital algoritmo

32. Reconstrucción de hologramas • Los hologramas almacenados en película fotográfica deben ser iluminados para reconstruir la imagen (con un haz de referencia similar al usado para grabarlo) • Los hologramas digitales se reconstruyen mediante algoritmos de computadora • Cualquier porción del holograma contiene información de toda la escena. (1) (4) (3) (2) (1) (3) (2) (4)

33. Aplicaciones de la holografía • Medición de deformaciones • Medición de desplazamientos • Posicionamiento micrométrico Medición de espesores Medición de cambio del índice de refracción en medios transparentes (por transmisión) Encriptación de información Microscopía iluminación observación

34. Aplicaciones de la holografía • Medición de deformaciones • Medición de desplazamientos • Posicionamiento micrométrico • Medición de espesores Medición de cambio del índice de refracción en medios transparentes (por transmisión) Encriptación de información Microscopía iluminación observación

35. Aplicaciones de la holografía • Medición de deformaciones • Medición de desplazamientos • Posicionamiento micrométrico • Medición de espesores • Medición de cambio del índice de refracción en medios transparentes (por transmisión) • Encriptación de información Microscopía iluminación observación

36. Aplicaciones de la holografía • Medición de deformaciones • Medición de desplazamientos • Posicionamiento micrométrico • Medición de espesores • Medición de cambio del índice de refracción en medios transparentes (por transmisión) • Encriptación de información • Microscopía

37. Curiosidad: Holograma de rayas Materiales: • Papel acetato, o láminas de acrílico, o plástico de caja de CD • Compás con dos puntas y regulable (hay otras alternativas) • Una figura modelo (pueden ser letras para empezar) que consista en puntos Se ubica la figura bajo el papel acetato Se fija el compás con cierto ancho y se traza un arco por punto de la imagen

38. Curiosidad: Holograma de rayas Materiales: • Papel acetato, o láminas de acrílico, o plástico de caja de CD • Compás con dos puntas y regulable (hay otras alternativas) • Una figura modelo (pueden ser letras para empezar) que consista en puntos • Se ubica la figura bajo el papel acetato • Se fija el compás con cierto ancho y se traza un arco por punto de la imagen

39. Curiosidad: Holograma de rayas Materiales: • Papel acetato, o láminas de acrílico, o plástico de caja de CD • Compás con dos puntas y regulable (hay otras alternativas) • Una figura modelo (pueden ser letras para empezar) que consista en puntos • Se ubica la figura bajo el papel acetato • Se fija el compás con cierto ancho y se traza un arco por punto de la imagen

40. Curiosidad: Holograma de rayas Materiales: • Papel acetato, o láminas de acrílico, o plástico de caja de CD • Compás con dos puntas y regulable (hay otras alternativas) • Una figura modelo (pueden ser letras para empezar) que consista en puntos • Se ubica la figura bajo el papel acetato • Se fija el compás con cierto ancho y se traza un arco por punto de la imagen

41. Curiosidad: Holograma de rayas Materiales: • Papel acetato, o láminas de acrílico, o plástico de caja de CD • Compás con dos puntas y regulable (hay otras alternativas) • Una figura modelo (pueden ser letras para empezar) que consista en puntos • Se ubica la figura bajo el papel acetato • Se fija el compás con cierto ancho y se traza un arco por punto de la imagen Holograma terminado

42. Curiosidad: Holograma de rayas Materiales: • Papel acetato, o láminas de acrílico, o plástico de caja de CD • Compás con dos puntas y regulable (hay otras alternativas) • Una figura modelo (pueden ser letras para empezar) que consista en puntos • Se ubica la figura bajo el papel acetato • Se fija el compás con cierto ancho y se traza un arco por punto de la imagen Para observar la imagen se debe iluminar con una fuente de luz bastante puntual