La óptica de mariposa ayuda a crear hologramas brillantes y realistas a bajo costo.
Sin embargo, a pesar de los avances modernos en la tecnología de holografía láser desde la década de 1960, los únicos hologramas que la mayoría de nosotros encontramos hoy en día son las imágenes borrosas de seguridad de las tarjetas de crédito o la luz tenue ocasional en un museo de ciencias.
Ahora, un equipo de ingenieros de la Universidad de Utah afirma haber desarrollado una tecnología innovadora que puede producir hologramas tridimensionales fotorrealistas de forma económica y que solo requiere una linterna. En un artículo publicado en Scientific Reports, los investigadores explican cómo utilizaron complejas nanoestructuras tridimensionales para crear hologramas brillantes y coloridos. Quizás algún día estos hologramas se conviertan en una realidad en la vida cotidiana.
Para comprender cómo funciona la tecnología de hologramas actual, resulta útil compararla con los hologramas convencionales. Las cámaras utilizan lentes y fuentes de luz natural para registrar la luz emitida por una escena en soporte fotográfico. El resultado es una imagen bidimensional que coincide fielmente con la escena original desde un ángulo o punto de vista específico.
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Sin embargo, un holograma es un registro tridimensional del campo luminoso completo producido por un objeto. Captar el campo de luz dispersa requiere una potente fuente de luz como un láser, dividida y dirigida por espejos, para incidir en el objeto desde todas las direcciones.
Los hologramas comunes registran campos de luz en un medio químico similar al papel fotográfico. A simple vista, parece ser sólo una colección aleatoria de puntos y líneas. Para producir realmente una imagen holográfica, es necesario hacer brillar otro rayo láser sobre el holograma grabado o a través de él. Las imágenes fantasmales flotantes resultantes se pueden ver desde múltiples ángulos, dijo Rajesh Menon, profesor asociado de ingeniería eléctrica e informática en la Universidad de Utah y autor principal del nuevo artículo.
La tecnología holográfica tradicional tiene algunas limitaciones importantes. En primer lugar, los hologramas producidos por estos sistemas láser son muy tenues y sólo pueden verse claramente en una habitación oscura. En segundo lugar, si desea varios colores de hologramas, cada color requiere un láser, lo que puede resultar costoso rápidamente. Además, los hologramas adhesivos producidos en masa y utilizados para combatir la falsificación también tienen algunos problemas y están distorsionados por el efecto de parpadeo del arco iris.
La nueva tecnología desarrollada por Menon y su equipo parece solucionar todos estos problemas y reducir significativamente los costes de producción y exposición. La magia reside en la grabación holográfica, una lámina de plástico transparente con una nanoestructura tridimensional de pequeñas colinas y valles. En lugar de absorber luz blanca y reflejar únicamente ciertas longitudes de onda de luz, la forma a nanoescala del holograma se utiliza para manipular y modular la luz para producir una imagen tridimensional brillante y a todo color de una simple linterna.
Esta técnica se asemeja a una adaptación evolutiva en algunas especies de mariposas. Los colores en la naturaleza suelen ser producto de pigmentos que absorben ciertas longitudes de onda de luz y reflejan otras. Pero estas mariposas realzan el brillo de sus alas iridiscentes al reflejar la luz a escala microscópica, en lugar de absorberla. Debido a que algunas longitudes de onda se anulan por interferencias bruscas, se refleja hacia el observador un color azul puro y brillante.
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Menon explicó que sus microestructuras generadas por computadora tienen un propósito similar: aumentar la eficiencia y el brillo de los hologramas al redirigir la luz en lugar de absorberla.
“Quitamos el color de toda la luz que entraba y básicamente lo reemplazamos un poco”, dijo, pensando que estábamos creando una bandera estadounidense.
Quiero rojo aquí, azul allá, blanco en otra parte. Puedo diseñar mis estructuras y reemplazar colores de manera muy eficiente.
Debido a que las nanoestructuras tridimensionales se pueden imprimir en plástico común, el costo de replicar hologramas es relativamente bajo, similar a la producción en masa de CD o DVD. Esto puede ayudar a Menon Holographic a competir en el mercado de valores. Menon dice que a diferencia de las pegatinas con rayas de arcoíris en las tarjetas de crédito y los permisos de conducir, pronto tendremos hologramas fotográficos reales que serán más difíciles de falsificar.
Aunque el artículo solo describe la producción de hologramas bidimensionales, su equipo ha producido con éxito hologramas tridimensionales estáticos utilizando la misma tecnología. Pero no quitó la vista del objetivo final. Es un holograma interactivo y completamente conmovedor, sacado directamente de una novela de ciencia ficción. Dijo que este estudio preliminar ha señalado el camino a seguir, pero aún quedan muchos desafíos de ingeniería.
"Para crear una imagen dinámica, es necesario poder cambiar el patrón de impresión en función del tiempo", dijo Menon. Hay algunas técnicas que podemos tomar prestadas para lograrlo, pero necesitan algo de refinamiento.
Menon fundó una empresa privada llamada PointSpectrum para seguir desarrollando tecnología holográfica. Espera que la tecnología pronto compita con los voluminosos cascos de realidad virtual y proporcione experiencias holográficas inmersivas en parques temáticos, cines y escuelas.
Publicado originalmente en The Explorer.