Impresión 3D

LOS HOLOGRAMAS

 

¿QUE SON?

Un holograma es una imagen que se obtiene a partir de la holografía. Se llama holografía, por su parte, a la técnica que, haciendo uso de la iluminación mediante láseres, consigue generar imágenes coloridas en tres dimensiones. 

¿QUIEN LO INVENTO?

La invención del holograma es obra del físico húngaro Denis Gabor (1900-1979) en 1948. Gabor recibe el Premio Nobel en 1971 gracias a la invención del rayo láser en 1960, ya que la creación del holograma solo es posible con esta tecnología.

 Los hologramas tienen la propiedad de contener la imagen del objeto en su totalidad a pesar de ser dividida en partes más pequeñas. Es una técnica fotográfica que graba la intersección de diferentes ángulos de los reflejos de las luces sobre un objeto para presentar una imagen en tres dimensiones.

 El holograma es una ilusión óptica, ya que, muestra algo diferente de la realidad en términos de la física. La intersección de las luces que reflejan el holograma se procesa en el cerebro como un objeto tridimensional debido a la información que los ojos reciben.

 

 Bases de la holografía

El método inventado por Leith y Upatnieks para hacer los hologramas consiste primeramente en la iluminación con el haz luminoso de un láser, del objeto cuya imagen se quiere registrar. Se coloca después una placa fotográfica en una posición tal que a ella llegue la luz tanto directa del láser, o reflejada en espejos planos, como la que se refleja en el objeto cuya imagen se desea registrar (figura “a”). Al haz directo que no proviene del objeto se le llama haz de referencia y al otro se le llama haz del objeto. Estos dos haces luminosos interfieren al coincidir sobre la placa fotográfica. La imagen que se obtiene después de revelar la placa es un patrón de franjas de interferencia. Esta es una complicada red de líneas similares a las de una rejilla de difracción, pero bastante más complejas pues no son rectas, sino muy curvas e irregulares.

Para construir la imagen se espera que este revelado el holograma y se coloca frente al haz directo del láser, en la posición original donde se colocó para exponerlo, como se ilustra en la figura “b”. La luz que llega al holograma es entonces difractada por las franjas impresas en el holograma, generando tres haces luminosos. Uno de los haces es el que pasa directamente sin difractarse, el cual sigue en la dirección del haz iluminador y no forma ninguna imagen. El segundo haz es difractado y es el que forma una imagen virtual del objeto en la misma posición donde estaba al tomar el holograma. El tercer haz también es difractado, pero en la dirección opuesta al haz anterior con respecto al haz directo. Este haz forma una imagen real del objeto. Estos tres haces son los que se mezclaban en los hologramas de Gabor.

Aplicaciones de la holografía

Los hologramas tienen una gran variedad de usos y aplicaciones, se utilizan para la realización de empaques y promocionales, pero también son empleados en la protección y autentificación de documentos y productos entre sus usos más comunes podemos citar.

La holografía de exhibición

 

 es la aplicación más frecuente y popular de la holografía, se utiliza en exhibiciones de piezas arqueológicas o de mucho valor en museos, así se puede lograr una imagen muy real que solo un experto podría distinguir la diferencia, por ejemplo, la exhibición que hizo una famosa joyería de la Quinta Avenida de Nueva York, donde por medio de un holograma sobre el vidrio de un escaparate se proyectaba hacia la calle la imagen tridimensional de una mano femenina, mostrando un collar de esmeraldas. La imagen era tan real que provocó la admiración de muchísimas personas, e incluso temor en algunas. Se dice que una anciana, al ver la imagen, se atemorizó tanto que comenzó a tratar de golpear la mano con su bastón, pero al no lograrlo, corrió despavorida.

En el campo de la medicina se ha estudiado la generación de imágenes médicas tridimensionales que no pueden ser observadas de otra manera. Ejemplo, el trabajo desarrollado en Japón por el doctor Jumpei Tsujiuchi donde el primer paso fue obtener una serie de imágenes de rayos X de una cabeza de una persona viva. Estas imágenes estaban tomadas desde muchas direcciones, al igual que se hace al tomar una tomografía. El resultado fue un holograma que al ser iluminado con una lámpara ordinaria producía una imagen tridimensional del interior del cráneo. Esta imagen cubre 360 grados, pues el holograma tiene forma cilíndrica. El observador podía moverse alrededor del holograma para observar cualquier detalle que desee. La imagen es realmente impresionante si se considera que se está viendo el interior del cráneo de una persona viva, lamentablemente, por el momento es tan alto el costo, sobre todo por el equipo que se requiere, que no se ha podido comercializar y hacer popular.

La holografía también es útil para almacenar información. Esta se puede registrar como la dirección del rayo que sale del holograma, donde diferentes direcciones corresponderían a diferentes valores numéricos o lógicos. Esto es particularmente útil, ya que existen materiales holográficos que se pueden grabar y borrar a voluntad, de forma muy rápida y sencilla. Con el tiempo, cuando se resuelvan algunos problemas prácticos que no se ven ahora como muy complicados, será sin duda posible substituir las memorias magnéticas o las de estado sólido que se usan ahora en las computadoras, por memorias holográficas.

La holografía como dispositivo de seguridad

Hacer un holograma no es un trabajo muy simple, pues requiere en primer lugar de conocimientos y en segundo lugar de un equipo que no todos poseen, como láseres y mesas estables. Esto hace que los hologramas sean difíciles de falsificar por lo que se utilizan en dispositivos de seguridad, ejemplo una tarjeta para controlar el acceso a ciertos lugares en los que no se desea permitir libremente la entrada a cualquier persona. La tarjeta puede ser tan sólo un holograma con la huella digital de la persona. Al solicitar la entrada al lugar con acceso controlado, se introduce la tarjeta en un aparato, sobre el que también se coloca el dedo pulgar. El aparato compara la huella digital del holograma con la de la persona. Si las huellas no son idénticas, la entrada es negada. De esta manera, aunque se extravíe la tarjeta, ninguna otra persona podría usarla.
Otro ejemplo muy común son los pequeños hologramas prensados que tienen las nuevas tarjetas de crédito

Tipos de hologramas

La holografía gracias a la cantidad de aplicaciones que se le han encontrado ha podido progresar de manera impresionante. Los hologramas se pueden ahora hacer de muy diferentes maneras, pero todos con el mismo principio básico. Podemos encontrar diferentes tipos de hologramas como:

Hologramas de Fresnel:

 son los hologramas más simples, reales e impresionantes, pero sólo pueden ser observados con la luz de un láser.

Hologramas de reflexión:

 fueron inventados por Y. N. Denisyuk en la Unión Soviética, se diferencian de los de Fresnel en que el haz de referencia, a la hora de tomar el holograma, llega por detrás y no por el frente, como se muestra en la figura 5. Este tipo de hologramas tienen una gran ventaja ya que puede ser observada con una lámpara de tungsteno común y corriente. En cambio en la toma del holograma se necesita gran mucha estabilidad y no pueden haber vibraciones, mucho mayor que con los hologramas de Fresnel. Este tipo de holograma tiene mucho en común con el método de fotografía a color por medio de capas de interferencia, inventado en Francia en 1891 por Gabriel Lippmann, y por el cual obtuvo el premio Nobel en 1908.


Hologramas de plano imagen: 

 Este es aquel en el que el objeto se coloca sobre el plano del holograma. Naturalmente el objeto no puede colocarse físicamente ya que esto no puede ser posible, la imagen real del objeto, la cual se encuentra formada por una lente o cualquier otro holograma, es la que se coloca en el plano fotográfico. Al igual que los hologramas de reflexión, se pueden observar con una fuente luminosa ordinaria, aunque sí es necesario un láser para su exposición.


Hologramas de arco iris:

fueron inventados por Stephen Benton, de la Polaroid Corporation, en 1969. Con estos no solamente se reproduce la imagen del objeto deseado, sino que además se reproduce la imagen real de una rendija horizontal sobre los ojos del observador. A través de esta imagen de la rendija que aparece flotando en el aire se observa el objeto holografiado, como se muestra en la figura 6. Naturalmente, esta rendija hace que se pierda la tridimensionalidad de la imagen si los ojos se colocan sobre una línea vertical, es decir, si el observador está acostado. Como segunda condición el haz de referencia debe estar colocado abajo del objeto.

Esto nos permite que la imagen se pueda observar iluminando el holograma con la luz blanca de una lámpara incandescente común. Durante la reconstrucción se forma una multitud de rendijas frente a los ojos del observador, todas ellas horizontales y paralelas entre sí, pero de diferentes colores, cada color a diferente altura. El color de la imagen observada depende de la altura a que coloque los ojos el observador. A esto se debe el nombre de holograma de arco iris.

Hologramas de color:

se obtienen mediante la utilización de varios láseres de diferentes colores tanto durante la exposición como la observación. Tiene como desventaja que las técnicas usadas para llevar a cabo estos hologramas son complicadas y caras y además la fidelidad de los colores no es muy alta.


Hologramas prensados:
 
 son generalmente de plano imagen o de arco iris, a fin de hacerlos observables con luz blanca ordinaria. Sin embargo, el proceso para obtenerlos es diferente. En lugar de registrarlos sobre una placa fotográfica, se usa una capa de una resina fotosensible, llamada Fotoresist, depositada sobre una placa de vidrio. Con la exposición a la luz, la placa fotográfica se ennegrece. En cambio, la capa de Fotoresist se adelgaza en esos puntos. Este adelgazamiento, sin embargo, es suficiente para difractar la luz y poder producir la imagen. La figura 7 muestra un holograma prensado.

LOS HOLOGRAMAS Y LAS NUEVAS TECNOLOGIAS

Como ocurre con el resto de avances tecnológicos, los videojuegos han sido los primeros en probar el potencial de los hologramas. Sobre todo tras el auge de la realidad virtual y la realidad aumentada. Microsoft, por ejemplo, presentó hace ya algunos años el juego Project Xray, donde el usuario debía derrotar a un ejército de arañas robot. Sin embargo, en vez de utilizar la pantalla para seguir los lances de la misión, lo hacía a través de una serie de hologramas que se proyectaban en la pared, interactuaban con el entorno y seguían las órdenes del jugador.

 

 

Hace unos años, la tecnología holográfica demostró todo su potencial sobre el escenario de los Billboard Music Awards. Ante la atenta mirada del público, el ya fallecido Michael Jackson volvió a demostrar su talento a través de un holograma que dejó a todos impresionados por su realismo y naturalidad. A él le siguieron otros artistas como Tupac Shakur, Whitney Houston o Roy Orbison, quien falleció en 1988 y que el pasado mes de abril protagonizó su propia gira virtual.

Tras el éxito de esta peculiar resurrección, son ya muchas las empresas que trabajan a destajo en la organización de giras mundiales de cantantes, actores o humoristas muertos de renombre mundial. Una proliferación que no solo afecta a la industria del entretenimiento y que sitúa el holograma como la herramienta audiovisual del futuro, desbancando a los vídeos y las fotografías convencionales.

Conclusiones

Tras realizar todas las pruebas pertinentes y revisar todo el proyecto, e  llegado a la conclusión de que hacer un sistema de hologramas. Es factible dentro de los usos previamente establecidos