Proposta para fazer holograma com luz branca
J.J. Lunazzi 1989 (editado 1999, atualizado 2009)A fotografia a través de uma rede de difração produz um borroneio colorido na imagem difratada que parece destruir a imagem. Tenho descoberto (vide referências no rodapé) que para cada comprimento de onda temos uma perspectiva diferente, rotada, do objeto.
Antes de mostrar isso com figuras mais complexas, colocarei a proposta de maneira mais simples, por meio de uns poucos raios de luz e o princípio do caminho inverso da luz.
Se conseguirmos gerar uma reconstrução luminosa que realize o caminho inverso dos raios de um objeto, teremos a reconstrução de uma figura exatamente como a original, ou seja, também como a holográfica, porém com relevo invertido (chamada pseudoscópica, parece o molde do objeto).
Vejamos na figura a) a tomada da fotografia da imagem de um objeto difratada por uma rede de difração. Usamos a lei da difração por uma rede de maneira a conservar as propriedades do resultado, mesmo que a figura não mantenha as proporções que corresponderiam a uma experiência verdadeira.
Da luz branca que atravessa a rede, somente dois raios estão representados, cada um com um comprimento de onda diferente. Pelas condições de nossa experiência, eles são os únicos que saindo do ponto objeto escolhido atingem o filme nessa posição.
Estamos assumindo que a abertura da objetiva fotográfica é muito pequena, comportando-se quase como sendo uma câmara de furo.
Na figura b) temos o filme ja revelado, e assumimos que ele tem total capacidade para ter registrado e reproduzido o comprimento de onda de cada raio. Agora, ele é iluminado por tras com luz branca em todas as direções e teremos que dois raios recíprocos aos anteriores são os únicos que podem fazer o caminho indicado, inverso ao da tomada.
Teremos assim a imagem do objeto, exatamente no mesmo lugar dele, mas que somente pode ser vista por um observador que estiver numa posição onde possa ser atingido por esses raios, ou seja, do lado oposto do qual o objeto foi visto pela câmara (lado superior esquerdo, neste caso)
Assim, ele verá a imagem invertida no seu relevo (pseudoscópica).
Felizmente, ha duas propriedades simples que fazem com que ela possa ser vista com relevo natural: pela inversão do filme fotográfico ou pela inversão da ordem difratada que observamos.
Na figura c) temos invertido o filme. Observe com cuidado para certificar-se de que o raio que estava embaixo na figura b) subiu, e assim a prolongação virtual dele o leva a encontrar-se na imagem com a prolongação virtual do outro raio. Temos uma imagem virtual e com relevo normal, o que conferimos pela simetria da situação para quaisquer outros pontos do objeto.
A análise está correta e temos feito experiências com filme colorido convencional com resultados visualmente aproximados de nossa solução desejada. Sabemos que o resultado pode ser perfeito se o filme reproducisse perfeitamente os comprimentos de onda. Filme colorido reproduz a sensação de cor, com bastante aproximação, mas não o comprimento de onda. Ou seja, o estímulo visual e não a distribuição de comprimentos de onda.
Felizmente neste caso também, existe uma técnica que reproduz a distribuição de comprimentos de onda: a fotografia Lippman, prêmio Nobel de Física de 1908, ja referida no começo desta página sobre holografia.
Veja uma foto de uma fotografia Lippman
Aplicando a fotografia Lippman a nosso procedimento, teremos hologramas registrados sob luz branca.
Estamos tentando refazer aquelas antigas técnicas, não da mesma maneira, senão de maneira que nos resulte mais facil, e usando filme holográfico por vez de tentar reproduzir as placas Lippman. Temos tentado com o filme Slavich PFG-01C que é pancromático e é referido por Bjelkhagen como podendo fazer fotografia Lippman sem precisar de mercúrio para refletir, sem conseguir. Experimentaremos agora (200) com gelatina dicromatada.
Para melhor completar a descrição apressento de outra maneira esquemas da mesma técnica, usando agora na projeção uma tela difrativa especial que inventara.
Vemos em 1) a posição das imagens de um objeto em forma de cubo na hora da tomada fotográfica. A cor delas está diretamente relacionada com seu comprimento de onda.
No registro, devido à profundidade de foco, teremos o resultado como uma compressão que leva as imagens ao plano do filme.
Alguns raios foram colocados na figura 2) também com sentido invertido, somente para antecipar a figura 3) onde todos os raios saem com caminho inverso respeito da tomada pois são eles os únicos que podem atingir o centro da lente.
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Na figura 3) temos a situação do caminho inverso que, se tivesse sido desenhada com exatidão, mostraría que todos os raios se dirigem a um mesmo ponto, o centro da objetiva fotográfica.
Finalmente, na figura embaixo, coloco a situação da projeção de maneira mais completa, com alguma inclinação do filme para ele poder ser bem focalizado na tela. Vemos que a cor não pode ser reproduzida pois o comprimento de onda do raio observado muda com a posição do observador.
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L.E. = olho esquerdo
R.E. = olhodireito
Comparando esta imagem à holográfica, resta dizer que ela tem paralaxe somente no sentido horizontal, como os hologramas mais populares (tipo Benton, impressos).
Referências
– “The encoding of depth by spectral diffraction”, artigos básicos
– “New possibilities in the utilisation of holographic screens”, Proc. of the SPIE meeting “Electronic Imaging”, conference “Practical Holography VI”, San Jose-CA-USA, 1992.02.9-14, p.289-293.
– “White-light color-encoded photography for rendering holo-images in a diffractive screen”, published in Proc. of the Fourth Intl.Conf. on Holographic Systems, Components and Applications, University of Neuchatel, Switzerland, 13-15.09.93, p.153-155. Details of a previous proposal of an original technique for registering holographic-like images without needing laser.
