Tipos de componentes de la tecnología de imágenes holográficas
La imagen holográfica transmitida es clara y vívida, con una gran profundidad de campo (limitada únicamente por la longitud de coherencia de las ondas de luz) y el efecto de visualización es bastante bueno. Pero para garantizar la coherencia de la luz, se requiere grabación y copia láser. El uso del láser también produce su exclusivo efecto moteado, es decir, la superficie de la imagen se copia en estructuras granulares diminutas y distribuidas aleatoriamente. Para superar el defecto de que las imágenes holográficas de transmisión no se pueden reproducir con luz blanca ordinaria (luz incoherente), se han desarrollado imágenes holográficas de reflexión. El objeto se coloca en el lado derecho del holograma y una fuente de luz puntual coherente ilumina el holograma desde la izquierda. La luz que brilla directamente sobre el plano de la placa seca holográfica se utiliza como luz de referencia; la luz que pasa a través del holograma (el holograma sin procesar es transparente) se dirige al objeto y la luz que se refleja de regreso al holograma. Por el objeto es la luz del objeto. Los dos haces de luz La interferencia crea una imagen de visualización holográfica. Dado que la luz del objeto y la luz de referencia inciden desde ambos lados de la placa seca holográfica durante la grabación, la capa de franja de interferencia sobre la placa seca holográfica es aproximadamente paralela al plano de la placa seca holográfica. Al copiar, la fuente de luz ilumina la placa holográfica desde el lado izquierdo. Cada capa de franjas en la placa holográfica refleja la luz copiada como un espejo. Cuando la placa holográfica se mira bajo luz reflejada, la imagen copiada se puede ver en la posición original. .
Al producir imágenes holográficas reflectantes, normalmente se utiliza un medio de grabación más grueso (capa de látex fotosensible, de aproximadamente 15 μm de espesor) que las imágenes holográficas transmisivas ordinarias. Dado que la capa marginal de interferencia es básicamente paralela al plano del holograma, se forman múltiples capas marginales de interferencia en la capa dieléctrica, es decir, la capa reflectante. Por lo tanto, la difracción del holograma es equivalente a la difracción de un holograma tridimensional. rejilla, y debe satisfacer las condiciones de difracción de Bragg, es decir, solo ciertas longitudes de onda y ángulos específicos de luz pueden formar un ángulo de difracción grande. Debido a esta selectividad, las imágenes de visualización holográfica reflectante se pueden reproducir utilizando fuentes extendidas de luz blanca ordinaria. Esta es una de sus grandes ventajas y además elimina el efecto moteado del láser. En los últimos años, este tipo de imagen holográfica se ha utilizado ampliamente en la visualización tridimensional de pequeñas decoraciones y se ha comercializado en el mercado como "gema láser". Las imágenes holográficas reflectantes también se pueden utilizar como pantallas montadas en la pared, pero es difícil crear imágenes holográficas reflectantes con pantallas grandes. Otro inconveniente es que la profundidad de campo no es muy grande y las imágenes alejadas del plano del soporte de grabación aparecen un poco borrosas. A finales de la década de 1970, apareció una nueva imagen holográfica: el holograma del arco iris. Se puede reproducir con luz blanca y la imagen es clara y brillante. Es especialmente adecuada para visualización tridimensional estereoscópica y ha atraído la atención de la gente. La imagen de visualización holográfica del arco iris es una tecnología de visualización holográfica que utiliza láser para grabar imágenes de visualización holográfica y utiliza luz blanca para reproducir imágenes monocromáticas. Su característica básica es agregar una rendija en una posición adecuada del sistema de grabación para limitar las ondas de luz reproducidas y reducir el desenfoque del color de la imagen, logrando así la reproducción de imágenes monocromáticas con luz blanca. Alguien analizó sistemáticamente el proceso de obtención de imágenes de imágenes holográficas de arco iris. El método de grabación básico toma como ejemplo el método de un solo paso. Se visualiza el objeto cerca del holograma a través de la lente y se coloca una rendija en el camino óptico para limitar la apertura de la luz de la imagen. Iluminar la placa seca holográfica con una fuente de luz puntual blanca en forma de yugo reproducirá la imagen real del objeto y el hueco al mismo tiempo. Dado que la función básica de la imagen holográfica es equivalente a una rejilla, que tiene un efecto de dispersión bajo iluminación de luz blanca, las imágenes de hendidura de diferentes colores se distribuyen en diferentes direcciones. Cuando el ojo humano mira la placa seca holográfica desde el lado izquierdo de la imagen de la rendija, la imagen del objeto de este color se puede ver a través de las imágenes de la rendija de diferentes colores. Cuando el ojo humano se mueve hacia arriba y hacia abajo, el color del objeto cambia como un arco iris, de ahí el nombre de esta pantalla holográfica.
La aparición de la tecnología de imágenes de visualización holográfica del arco iris ha inyectado nueva vitalidad a la visualización holográfica. Después de la mejora y el desarrollo continuos por parte de muchos investigadores, se ha aplicado en muchos campos. Si la rendija única se cambia a rendija múltiple durante la grabación, la imagen reproducida vista desde el mismo ángulo puede tener el mismo color que la real, o la imagen en blanco y negro puede codificarse en pseudocolor.
Debido a que la capacidad de las personas para distinguir colores supera con creces la escala de grises, este método de coloración falsa puede mejorar en gran medida la capacidad de interpretar imágenes. En los últimos años, se ha propuesto e implementado un nuevo tipo de imagen de visualización holográfica de arco iris de doble apertura y una imagen de visualización holográfica de arco iris de apertura anular de gran ángulo. El primero puede mejorar en gran medida la resolución de reproducción bajo fuentes de luz extendidas de luz blanca ordinaria y puede sintetizar imágenes tridimensionales a partir de imágenes del plano de visualización integradas sin usar gafas. Este último cambia la apertura de una sola rendija a una apertura anular de gran diámetro, de modo que se puede lograr una reproducción de imagen panorámica de 360 grados. Es decir, bajo iluminación de luz blanca, al girar el holograma una vez, se puede ver la imagen de reproducción. de todos los lados del objeto. La imagen de visualización holográfica sintética se refiere a una tecnología que utiliza métodos holográficos para registrar una serie de negativos bidimensionales de objetos ordinarios en una película holográfica (o placas secas) y logra una visualización casi tridimensional de los objetos originales al reproducirlos. Otra forma eficaz de reproducir una imagen panorámica de 360 grados de un objeto es sintetizar una imagen holográfica. Se puede fabricar en tipo cilíndrico o plano. Aquí se toma como ejemplo un objeto giratorio para ilustrar la tecnología de producción de imágenes holográficas sintéticas. Obviamente, si conviertes el objeto en una escena real, puedes hacer un televisor tridimensional; si conviertes el objeto giratorio en una serie de imágenes bidimensionales en constante cambio, puedes hacer una animación activa.
Esta imagen holográfica sintética es en realidad una combinación orgánica de imágenes holográficas de arcoíris y tecnología sintética. Resulta atractivo utilizar este método para reproducir imágenes en movimiento panorámicas o tridimensionales en paneles holográficos planos. Su defecto es que el proceso de grabación es relativamente complicado, pero con el desarrollo y la popularización de la tecnología informática, este defecto ya no es un gran problema. En los últimos años, se ha desarrollado un sistema de grabación automático controlado por computadora para imágenes de visualización holográfica sintética, a partir del cual se ha producido con éxito una imagen de visualización holográfica sintética panorámica de 360 grados con buena calidad de imagen.
Entre las tecnologías de visualización holográfica sintética, existe una tecnología de visualización holográfica sintética de ángulo multiplexado que puede mostrar el proceso dinámico del sujeto. Es la combinación perfecta de rodaje de películas y rodaje holográfico. Utiliza una cámara de película para grabar el primer paso y luego utiliza un "sistema de disparo holográfico sintético totalmente automático" para producir una imagen holográfica a partir de la película bidimensional grabada bajo irradiación láser. Es una tecnología de visualización holográfica de alto nivel que realiza grabación con luz blanca y reproducción con luz blanca del proceso dinámico del objeto grabado. Las imágenes de visualización holográfica multiplexada longitudinal se denominan imágenes de visualización holográfica multiplexada en ángulo porque se sintetizan en diferentes ángulos. Es la última tecnología que integra fotografía de acrobacias cinematográficas, holografía láser, integración óptico-mecánica, control por microcomputadora, materiales nanofotosensibles y otras tecnologías de alta tecnología. Existe otro tipo de imagen holográfica, que se compone de una serie de negativos tomados a diferentes profundidades del objeto. Por ejemplo, la tomografía de rayos X (TC) o la tomografía por ultrasonido se pueden utilizar en medicina para obtener una serie de imágenes planas perpendiculares al eje del cuerpo humano. Utilizando tecnología de visualización holográfica, las imágenes holográficas sintéticas se crean en el orden y los intervalos originales. Cuando se reproducen, se puede ver una serie de imágenes planas transparentes dispuestas verticalmente y paralelas. Cuando el espaciado vertical de estas imágenes es lo suficientemente pequeño, al espectador le aparece como una imagen tridimensional transparente de la obra original. También se pueden producir imágenes holográficas sintetizadas multiplexadas longitudinales utilizando tecnología informática.
La tecnología de visualización holográfica de ángulo multiplexado tiene perspectivas potenciales de desarrollo. Puede integrar la experiencia acumulada en tecnología de cine y televisión durante muchos años en procesamiento de información de imágenes por computadora, procesamiento de información de imágenes ópticas, procesamiento de información química nanofotosensible, psicología visual y percepción de profundidad fisiológica para procesar la información de la imagen recopilada para obtener tres imágenes de alta calidad. imágenes dimensionales. Al visualizar la imagen estereoscópica mostrada en la pantalla holográfica multiplexada en ángulo, no es necesario usar equipo adicional como gafas. Grabar y visualizar imágenes tridimensionales utilizando imágenes en movimiento es actualmente el mejor método. Con el desarrollo de la tecnología de visualización de cristal líquido y los materiales de medio de grabación en tiempo real a nanoescala, la tecnología de visualización holográfica sintética multicanal en ángulo se convertirá en una nueva generación de proyectos de investigación científica sostenibles y en un tema de investigación digno de una gran inversión. El mismo inconveniente de las imágenes holográficas mencionadas anteriormente es que la reproducción es engorrosa, normalmente se utilizan fuentes láser y equipos ópticos, y cada copia requiere exposición, revelado y fijación. Para resolver este problema, en la década de 1980 se desarrolló una imagen holográfica moldeada que podía copiarse en grandes cantidades con la misma rapidez que un libro impreso.
El proceso de fabricación se puede dividir en los siguientes tres pasos:
Grabar la imagen holográfica original El proceso de grabación de esta imagen holográfica es similar a la imagen holográfica del arco iris, pero es de tipo relieve. es decir, la interferencia correspondiente a la distribución de intensidad de la luz. Las rayas se han transformado en una distribución de surcos cóncavos y convexos;
Para hacer un molde de metal, es decir, convertir la imagen holográfica original en una plantilla de metal mediante galvanoplastia, fundición y otros procesos;
La replicación de la impresión generalmente se realiza utilizando La plantilla de metal se presiona en caliente sobre una lámina de plástico transparente para obtener una imagen de visualización holográfica replicada. Esta imagen de visualización holográfica moldeada se puede convertir en un tipo transmisivo o su superficie se puede recubrir con una película metálica de alta reflectividad para hacerla reflectante. La tecnología de replicación de moldeo implica producción maestra de fotorresistentes, tecnología de electroformado y moldeo holográfico. Es la tecnología más difícil en la tecnología de visualización holográfica y pertenece a la tecnología de visualización holográfica de alto nivel.
La mayor ventaja de las imágenes holográficas moldeadas es que pueden producirse en masa. Una plantilla de alta calidad se puede imprimir continuamente más de un millón de veces, por lo que el costo de las imágenes holográficas se reduce considerablemente. La producción de este tipo de imágenes holográficas se ha convertido ahora en una industria a gran escala, y sus productos se utilizan ampliamente en la lucha contra la falsificación de marcas comerciales, diversas tarjetas de identificación y exhibiciones de arte. Una marca antifalsificación común es una imagen holográfica de arco iris moldeada reflectante cuyo color cambia cuando se ve desde diferentes ángulos. Está previsto combinar orgánicamente la tecnología de visualización holográfica sintética con la tecnología de moldeo para producir imágenes de visualización holográfica que se puedan moldear o animar en 360 grados. Finalmente, se ofrece una breve introducción a los hologramas computacionales, que se han desarrollado rápidamente en los últimos años. Dado que la imagen holográfica es un patrón de interferencia, si este patrón puede ser generado directamente por una computadora, no hay necesidad de utilizar equipo óptico para la grabación de campo. Este método no sólo guarda completamente la fuente de luz y requiere ajustes bastante precisos de la trayectoria de la luz, sino que también puede simular varios objetos que en realidad no existen, con evidente simplicidad y flexibilidad.
Las imágenes holográficas por ordenador se han utilizado ampliamente en los campos del procesamiento de imágenes y la interferometría. También se puede aplicar a la visualización de imágenes tridimensionales estereoscópicas, pero aún es necesario mejorar aún más la calidad de la imagen. Vale la pena señalar que combinar orgánicamente tecnologías ópticas y electrónicas y aprovechar al máximo sus respectivas ventajas será una forma eficaz de lograr una visualización tridimensional.