Holografia

Introdução

O nome holografia vem do grego HOLOS: todo, inteiro; e GRAPHOS: sinal, escrita, pois é um método de registo “integral” com relevo e profundidade.

Um holograma é uma figura tridimensional obtida por registo, em película própria, dos efeitos da sobreposição de duas ondas (figura de interferência) provenientes de uma mesma fonte luminosa (raios laser), sendo uma onda directa e a outra reflectida pelo objecto (que se quer reproduzir) na película. O Laser é a fonte de luz necessária para a criação de uma inscrição microscópica criada de tal maneira que com a presença de luz adequada, a imagem integral de um objecto é projectada tridimensionalmente. Quando uma luz incide sobre o holograma, as imagens guardadas saltam para o espaço, isto é, forma-se uma imagem virtual que reconstitui o objecto a 3 dimensões. Devido à propriedade ondulatória da luz, é possível gerar imagens de objectos no espaço. O holograma é constituído por um filme no qual se fazem incidir dois feixes de raio laser. O primeiro é reflectido por um espelho e o segundo, pelo objecto que se deseja fotografar. O filme fica impressionado pela figura de interferência dos dois feixes. Quando o holograma é iluminado com a luz coerente (com diferença de fase estável) do mesmo comprimento de onda usado na impressão, surge no filme uma imagem virtual do objecto holografado. O ângulo de observação da imagem coincide com o do objecto.

História

O conceito de holografia surgiu lado a lado com a fotografia. Ter possibilidade de produzir uma fotografia em 3D é algo absolutamente fascinante, e apesar de ainda não ser totalmente possível, já há bastante tempo se trabalha para isso.

A holografia propriamente dita surgiu em 1947 às mãos de um cientista de nome Dennis Gabor quando este tentava melhorar a precisão de um microscópio electrónico. Foi este cientista que criou a palavra holograma. Este primeiro holograma era muito primitivo pois era produzido com uma luz filtrada de uma lâmpada a arco de mercúrio.
br A sua descoberta foi mais tarde posta em prática quando em 1960 o cientista norte-americano Theodore Maiman descobriu o Laser, que é a fonte ideal para produção de hologramas.

Em 1962, dois engenheiros de seu nome Emmett Leith e Juris Upatnieks apresentam o primeiro Laser de uso prático e, utilizando a técnica descoberta por Gabor, realizaram os primeiros hologramas de grande qualidade a três dimensões. Também em 1962 em o físico Yuri N.Denisyuk, que anteriormente também havia descoberto uma técnica de holografia, embora sem reconhecimento, produz agora um holograma de reflexão com luz branca, i.e., que podia ser visto com luz de uma lâmpada normal.

Em 1968, Stephen A. Benton, inventa a holografia de transmissão com luz branca, que além de poder ser vista com uma lâmpada normal oferece a possibilidade de gravar um holograma numa película de plástico. Esta técnica de gravação possibilita a reprodução em massa de hologramas.

Corria o ano de 1972 quando Lloyd Cross combinou a técnica de Stephen Benton com a cinematografia para produzir imagens tridimensionais em movimento. Sequências de imagens de um objecto 2D.

Dennis Gabor

Produção de Holografia

A holografia à semelhança da fotografia requer uma fonte de iluminação, uma película para registar o objecto e uma forma de revelação para que o objecto possa então ser visto, no caso do holograma, tridimensionalmente. No entanto, a criação de um holograma é um processo mais trabalhoso, que utiliza feixes de raios laser para criar uma matriz com a informação do objecto, esta matriz fica registada numa película com características especiais por serem sensíveis à luz. A inscrição feita na matriz é microscópica e em qualquer pedaço do holograma é recebida e registada a luz proveniente de todo o objecto. Deste modo, qualquer parte do holograma reproduz o objecto por inteiro. No entanto fá-lo apenas para uma única perspectiva, para obter uma imagem em 3D é necessário juntar todas as partes. Só assim é possível observar a imagem reconstruída de vários ângulos. Os feixes de raio laser têm origem num só que depois é dividido em dois, ambos atingem a película de holograma um é reflectido pelo objecto e o outro é reflectido por um espelho. Todos os espelhos utilizados em holografia são espelhos com reflexão na primeira face, ao contrário dos espelhos convencionais que são espelhados por trás. Existem várias técnicas de produção de hologramas: reflexão, transmissão e arco-íris.

Holografia por Reflexão
Na holografia por reflexão, o laser passa por uma lente, pela película de gravação e atinge o objecto. A lente espalha o feixe laser de modo a cobrir todo o objecto. O objecto reflecte o laser directamente para a película, esta é atingida pelo laser original na face oposta, criando-se a figura de interferência. Neste tipo de holograma, apenas a parte do objecto mais próxima ao filme será bem registada. Não existe flexibilidade para variar a iluminação do objecto, pois a mesma será sempre alinhada com o ângulo do feixe de referência. Quando se pretende iluminar um objecto mais complexo, um feixe único de luz é insuficiente para se conseguirem resultados adequados. Além disso, não se pode controlar a razão entre as intensidades do feixe de referência e o feixe do objecto, factor importante para a obtenção de hologramas eficientes. Este holograma tem a vantagem de ter a sua imagem reconstruída com luz branca incoerente, permitindo a sua visualização com uma lâmpada incandescente comum, no entanto não é possível fazer cópias, o que o torna limitativo.

Holografia por Transmissão
A holografia por transmissão consiste na gravação de uma película com uma interferência entre dois feixes do mesmo laser, um vindo directamente do laser outro obtido por reflexão do objecto a registar. Para a imagem ser vista, faz-se incidir sobre a película um laser com as mesmas características e ângulo de incidência. São usados laser por estes serem monocromáticos (tem apenas uma única frequência), desta forma as ondas por ele emitidas avançam todas em fase. O laser comum possui um comprimento de coerência de apenas alguns centímetros, o que limita o volume do objecto a ser holografado com esta técnica. Por este motivo as zonas do objecto mais próximas da película ficam com melhor definição. A grande dificuldade está em distribuir uniformemente a luz sobre o objecto o que pode comprometer seriamente a sua iluminação.

Holografia por Arco Íris
Os hologramas em arco-íris são criados a partir de uma holograma normal (transmissão ou reflexão) que é usado como objecto e um outro holograma criado com uma abertura. A abertura limita a perspectiva da imagem evitando a paralaxe. Este processo elimina a necessidade de luz coerente permitindo visualizar a imagem 3D com luz ambiente comum. Se o observador se mover no eixo vertical, embora não seja visível, a cor da imagem varre as cores do arco-íris.

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