Holografia: o que é um holograma?

Os hologramas são imagens em três dimensões, como os coloridos emblemas de segurança nos cartões de crédito e nas embalagens de CD.

Tal como a fotografia, a holografia é uma técnica para registrar em filme a informação relativa a um objeto ou cena. Entretanto, os mecanismos básicos utilizados, bem como a natureza das imagens produzidas, diferem bastante de uma para outra.

A fotografia comum produz uma representação bidimensional do objeto, na qual a profundidade da cena termina no plano de impressão. A holografia, ao contrário, capta a informação em três dimensões: inclui a profundidade.

Para compreender a diferença entre a fotografia comum e este processo, é importante considerar primeiramente a natureza da luz. A luz visível é um tipo de radiação e, como tal, atravessa o espaço na forma de ondas eletromagnéticas. A distância entre as sucessivas cristas dessas ondas é denominada comprimento de onda, e o número de cristas por segundo que passam por um ponto chama-se freqüência. Como a velocidade de propagação da luz é constante, freqüências mais altas eqüivalem a comprimentos de onda mais curtos.

As fontes de luz usadas nas fotografias convencionais (a luz do sol e a iluminação artificial, por exemplo) emitem radiação com uma ampla gama de freqüências, visto que a luz branca abrange as freqüências do ultravioleta até o infravermelho. Para se registrar a informação acerca da profundidade da cena é necessário que a fonte de luz seja monocromática (tenha freqüência única) e coerente, isto é, que as cristas de todas as ondas caminhem juntas (em fase).

Por isso, embora a holografia tenha sido idealizada em 1947, a demonstração prática de seus efeitos só se tornou possível a partir da década de 60, com o desenvolvimento da tecnologia do laser, que emite raios luminosos coerentes e monocromáticos.

Quando duas ondas chegam a um determinado ponto em fase, isto é, quando as cristas de ambas coincidem, suas energias atuam em conjunto, reforçando a intensidade ou amplitude da luz. Este processo é chamado interferência construtiva. Por outro lado, se a crista de uma onda coincide com a posição mínima – ou ventre do ciclo – de outra, ou seja, se as cristas de ambas chegam fora de fase, obtém-se uma redução de intensidade: ocorre uma interferência destrutiva.

Como o raio laser é monocromático e coerente, os detalhes relativos à profundidade de uma cena iluminada por um feixe deste tipo estão contidos nos relacionamentos das fases das ondas que chegam à chapa de registro holográfico. Uma onda vinda de uma parte mais distante da cena chega “retardada” com relação às ondas provenientes dos pontos mais próximos. É o registro desta informação que permite a reconstrução óptica do objeto em três dimensões.

Para registrar esta informação é necessário um feixe de referência, com o qual se possam comparar os relacionamentos fásicos do feixe luminoso refletido pelo objeto. Para tanto separa-se o feixe de laser em dois: um dirigido para a cena, a partir do qual se forma o feixe refletido (feixe objeto); o outro (feixe de referência) é apontado diretamente para a placa de registro. No ponto em que os dois se encontram, a chapa, ocorre o fenômeno da interferência.

O holograma é usualmente revelado numa chapa transparente. Para reconstruir a imagem da cena original, esta transparência precisa ser iluminada com um feixe de luz coerente, semelhante ao utilizado como feixe de referência no registro. À medida que passa através da chapa transparente do holograma, o feixe de laser de reconstrução é modulado (modificado), de acordo com a amplitude e fase, assemelhando-se desta forma ao feixe objeto original. Forma-se então uma imagem virtual do objeto que, para o observador, parece estar situada atrás do holograma. Existe também uma imagem real, formada do mesmo lado em que se coloca o observador, e que não pode ser vista por tratar-se de uma imagem focalizada. Contudo, ela poderá ser observada se uma tela for colocada na área focal.

Como a cor depende da freqüência da luz, qualquer holograma produzido com um único laser dará na reconstrução imagens de uma única cor. Entretanto, com a utilização de três raios laser de freqüências diferentes (correspondentes às três cores primárias – vermelho, verde e azul), é possível registrar e reconstruir uma cena com todas as cores.

Utilidade da holografia

A holografia é muito usada na pesquisa científica e nos testes. Os selos holográficos são uma medida de segurança, porque é muito difícil falsificá-los.

Outras aplicações testes de aviação, que projetam instrumentos no campo de visão do piloto, e leitores de barra, em lojas.

A holografia também foi desenvolvida como forma de arte. Os hologramas são encontrados em galerias e museus de todo o mundo. Sua produção em grande quantidade é de baixo custo, o que os viabiliza como itens promocionais ou de presentes.

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