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La holografía y sus aplicaciones
Taller para Estudiantes Secundarios
Dr. Nicolás Budini, Cecilia Mulone, Dr. Felipe GarcésIFIS Litoral (UNL-CONICET) y UTN Paraná
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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.
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¿Cómo se produce una foto?
Se prepara la escena
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¿Cómo se produce una foto?
Se ilumina la escena
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¿Cómo se produce una foto?
Se captura la luz reflejada
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¿Cómo se produce un holograma?
Se prepara la escena
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¿Cómo se produce un holograma?
Se ilumina la escena (con luz coherente)
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¿Cómo se produce un holograma?
Se captura la luz reflejada, pero …
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¿Cómo se produce un holograma?
Se ilumina también directamente la película (haz de referencia)
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Diferencias entre la holografía y la fotografía
- Hay una lente que focaliza la imagen- No hay haz de referencia
- La luz es incoherente
- No hay una lente que focaliza la imagen- Hay haz de referencia (hay interferencia)
- La luz es coherente (láser)
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Los dispositivos para adquirir imágenes cuentan con una lente …
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pero en holografía la lente no se usa (no se focaliza la imagen)
sensor óptico CCD
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con lente se forma una imagen
sin lente se forma un mapa de intensidades
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Mapa de intensidades de la luz reflejada por el objeto adquirido sin lente
objeto
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Mapa de intensidades de la luz de referencia y la luz reflejada por el objeto adquirido sin lente
objeto referencia
¡HOLOGRAMA!
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MAPA DE INTERFERENCIA ENTRE LA LUZ REFLEJADA POR
EL OBJETO Y LA LUZ DE REFERENCIA
Pero… ¿qué es la interferencia de la luz?
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¿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
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¿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
sensordigital
imagendigital
holograma digital
algoritmo
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1. ¿Qué es la luz?La luz es una onda electromagnética
2. ¿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)
3. ¿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
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iluminación
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iluminación
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iluminación
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iluminación
pantalla
franjas de interferencia
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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
Creo que nos conocemos Sí! Fuimos a la misma escuela
Ondas incoherentes
Ondas coherentes
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La luz incoherente no sirve para producir un holograma
Las ondas de luz generadas por la lámpara común son inhomogéneas y varían en función del tiempo
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La luz coherente sí sirve para producir un holograma
Las ondas de luz generadas por un láser son homogéneas y se mantienen lo suficientemente constante en función del tiempo
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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 ópticocámara CCD
espejo
Objeto (peón)
Puntero láser
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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
![Page 30: La holografía y sus aplicaciones Taller para Estudiantes Secundarios Dr. Nicolás Budini, Cecilia Mulone, Dr. Felipe Garcés IFIS Litoral (UNL-CONICET) y](https://reader030.vdocuments.co/reader030/viewer/2022012821/54f1fcce4a79592a388b459a/html5/thumbnails/30.jpg)
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
(1) (2)(3)
(1)
(2)
(3)
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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
imagendigital
holograma digital
algoritmo
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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)
(2)
(3)
(4)
(1)
(2)(3)
(4)
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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
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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
![Page 35: La holografía y sus aplicaciones Taller para Estudiantes Secundarios Dr. Nicolás Budini, Cecilia Mulone, Dr. Felipe Garcés IFIS Litoral (UNL-CONICET) y](https://reader030.vdocuments.co/reader030/viewer/2022012821/54f1fcce4a79592a388b459a/html5/thumbnails/35.jpg)
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
![Page 36: La holografía y sus aplicaciones Taller para Estudiantes Secundarios Dr. Nicolás Budini, Cecilia Mulone, Dr. Felipe Garcés IFIS Litoral (UNL-CONICET) y](https://reader030.vdocuments.co/reader030/viewer/2022012821/54f1fcce4a79592a388b459a/html5/thumbnails/36.jpg)
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
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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
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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
![Page 39: La holografía y sus aplicaciones Taller para Estudiantes Secundarios Dr. Nicolás Budini, Cecilia Mulone, Dr. Felipe Garcés IFIS Litoral (UNL-CONICET) y](https://reader030.vdocuments.co/reader030/viewer/2022012821/54f1fcce4a79592a388b459a/html5/thumbnails/39.jpg)
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
![Page 40: La holografía y sus aplicaciones Taller para Estudiantes Secundarios Dr. Nicolás Budini, Cecilia Mulone, Dr. Felipe Garcés IFIS Litoral (UNL-CONICET) y](https://reader030.vdocuments.co/reader030/viewer/2022012821/54f1fcce4a79592a388b459a/html5/thumbnails/40.jpg)
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
![Page 41: La holografía y sus aplicaciones Taller para Estudiantes Secundarios Dr. Nicolás Budini, Cecilia Mulone, Dr. Felipe Garcés IFIS Litoral (UNL-CONICET) y](https://reader030.vdocuments.co/reader030/viewer/2022012821/54f1fcce4a79592a388b459a/html5/thumbnails/41.jpg)
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
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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