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Esta espécie de fotografia tridimensional só é possível graças à propriedade ondulatória da luz. Enquanto o filme da fotografia tradicional regista apenas a variação da amplitude das ondas luminosas (ou seja, sua intensidade), a holografia, com a ajuda do raio laser, pode gravar também as saliências e os vales das ondas, possibilitando produzir imagens em relevo.

Laser

Este processo de holografia inicia-se com a emissão de um feixe laser. Este é um dispositivo que emite um sinal de luz com 3 principais características: é monocromático, isto é, propaga-se usando só um comprimento de onda; É coerente, ou seja, é formada por ondas com a mesma fase; É colimado, ou seja, as suas ondas propagam-se paralelamente umas às outras.  Os lasers mais populares de He-Ne têm um comprimento de coerência da ordem da dezena de centímetros apenas.

Este processo de holografia inicia-se com a emissão de um feixe laser. Este é um dispositivo que emite um sinal de luz com 3 principais características: é monocromático, isto é, propaga-se usando só um comprimento de onda; É coerente, ou seja, é formada por ondas com a mesma fase; É colimado, ou seja, as suas ondas propagam-se paralelamente umas às outras.  Os lasers mais populares de He-Ne têm um comprimento de coerência da ordem da dezena de centímetros apenas.

Geração e reprodução

 

Como se implementam os princípios descritos na secção anterior? Para realizar um holograma são necessários um laser, alguns espelhos e lentes, um espelho parcialmente refletor (logo também parcialmente transmissor), um beamspliter, filtros espaciais e suportes para todos os elementos ópticos.[6]

Para estabilizar o sistema exige-se rigidez nos suportes mecânicos de modo a eliminar qualquer movimento. O laser deve ser a fonte da onda de referência e da onda do objeto, utiliza-se para tal um espelho parcialmente refletor que permita receber 2 feixes, onde a intensidade destes deve ser controlável. A luz proveniente do laser é dividida em dois feixes, através do beamspliter. Estas duas fontes luminosas criam um holograma – uma irreconhecível sucessão de faixas e anéis concêntricos que quando é iluminado, a luz transforma as faixas e os anéis numa representação tridimensional do objeto fotografado.

Um dos feixes, depois de ser aumentado pelas lentes, vai iluminar o objeto, este difunde e parte desta radiação propaga-se ao filme fotossensível. O outro feixe, depois de passar pelas lentes, incide na emulsão fotossensível (preparação gelatinosa sensível à luz, que cobre os filmes e os papéis fotográficos). Na região de sobreposição entre os dois feixes forma-se um sistema de franjas de interferências, do qual se regista uma secção plana -o holograma.

Contudo alguns detalhes são importantes na definição de toda a geometria.

 

Cuidados a ter na produção de hologramas

 

Em primeiro lugar, a diferença entre os comprimentos dos dois ramos de um tal interferômetro - contados a partir do espelho parcialmente refletor - não deve ser superior ao chamado comprimento de coerência do laser; não existem com efeito fontes luminosas perfeitamente coerentes, isto é, com um comprimento de coerência infinito. Como regra, deve-se procurar que os dois ramos tenham comprimentos tão próximos quanto possível

Em segundo lugar, o ângulo médio entre os dois feixes não pode ser arbitrário e é em função da resolução da emulsão fotossensível selecionada - a definição deste ângulo é uma das funções dos sistemas de espelhos. Com efeito, a densidade de superfícies de interferência é tanto maior quanto for o ângulo entre as ondas objeto e onda referência.

Em terceiro lugar, os dois feixes devem normalmente ter intensidades diferentes; numa emulsão à base de prata, por exemplo, a razão entre os feixes deve ser da ordem de 3:1 a favor do feixe de referência.

Em termos muito simples, é útil garantir que o perfil da densidade de prata sólida na emulsão seja, tanto quanto possível, semelhante ao perfil da distribuição de energia eletromagnética no volume de interferências. Deste modo obtém-se uma imagem holográfica única e tão luminosa quanto possível. Este objetivo apenas justifica um desequilíbrio entre feixes, não o peso atribuído ao feixe de referência. É ainda conveniente garantir que os feixes difundidos por algumas partes do objeto não funcionem como feixes de referência para outras zonas do objeto, através do reforço do feixe de referência, sendo desprezável o chamado ruído de intermodulação.

Finalmente, em quarto lugar, é importante não esquecer que um objeto pode despolarizar parcialmente uma onda eletromagnética e que só interferem ondas com uma componente de polarização comum. Este facto pode justificar o reforço do feixe objeto para além dos limites anteriormente expostos. Um outro fator da mesma ordem relaciona-se com a possível existência de zonas polidas no objeto, que funcionam como espelhos e que, em muitos casos, não refletem em direção à placa holográfica - e portanto essas zonas aparecem escuras na imagem - ou, pelo contrário, refletem diretamente para a placa e destroem a razão (média) entre as intensidades das ondas objeto e de referência

Tipos de Holograma

Transmissão:  

 

Holografia por transmissão consiste na gravação de uma película, com uma interferência entre dois feixes do mesmo laser, um vindo diretamente do laser outro obtido por reflexão do objeto a registar. Para a imagem ser vista, faz-se incidir sobre a película um laser com as mesmas características e ângulo de incidência.

Reflexão:

 

Na holografia por reflexão, também conhecido por Denisyuk, o laser passa por uma lente, pela película de gravação e atinge o objeto. A lente espalha o feixe laser de modo a cobrir todo o objeto. O objeto reflete o laser diretamente 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 objeto mais próxima ao filme será bem registada.

Não existe flexibilidade para variar a iluminação do objeto, pois a mesma será sempre alinhada com o ângulo do feixe de referência. Quando se pretende iluminar um objeto mais complexo, um feixe único de luz é insuficiente para conseguirmos resultados adequados.

A Ciência do Holograma

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