¿CÓMO SE HACE UN HOLOGRAMA?

En este proyecto vamos a hacer un holograma, del tipo más sencillo y con el mínimo material posible. Este artículo está dividido en tres partes: una introducción teórica básica, una parte práctica donde se explica detalladamente el proceso de registro y reproducción del holograma, y una última sección de referencias adicionales donde encontrarás más información sobre los hologramas y montajes más completos.

El objetivo de este proyecto no es hacer hologramas perfectos, sino conocer el medio y quitarnos el miedo, comprobando que no es tan difícil. Ojalá el resultado te intrigue y apasione tanto como para animarte a seguir explorando… ¿el final? ¿hologramas en color y generados digitalmente?…

Arturo Pérez Mulas

perezmulasarturo@gmail.com | https://www.linkedin.com/in/perezmulasarturo

1. Parte I – Introducción teórica

1.1 ¿Qué es un HOLOGRAMA?

Un holograma ES UN REGISTRO DE TODA LA INFORMACIÓN DEL HAZ DE LUZ REFLEJADA POR UN OBJETO. Esta información incluye la distacia de cada punto del objeto a la placa en que se registra, lo que nos va a permitir percibir los objetos registrados de forma tridimensional sin necesidad de ningún tipo de ayuda, como gafas o polarizadores.

La luz es una ONDA electromagnética, y como todas las ondas se caracteriza por su INTENSIDAD (el “brillo” o el “volumen” respectivamente en los casos de la luz y el sonido) y suLONGITUD DE ONDA o FRECUENCIA (el “color”, el “tono”, respectivamente). Además, en cada punto, la onda se caracteriza por la FASE(en una onda en el agua, por ejemplo, la altura del agua en cada punto) [Figura 1].

Fig.1 Elementos de una onda.

La fotografía tradicional sólo registra la INTESIDAD de la luz, mientras que la holografía (cuya invención le supuso a su creador, Denis Gabor, el Premio Nobel de Física) es capaz de registrar en una placa holográfica todas las características de una onda. La "reconstrucción" del holograma permite que el espectador VEA la misma LUZ que se usó para crearlo con todas sus características, es decir el espectador verá "salir" del holograma la luz como si el objeto que se registró estuviera presente. Un holograma "ideal" sería indistinguible a la vista del objeto original.

1.2 ¿Cómo funciona un HOLOGRAMA?

La HOLOGRAFÍA se basa en dos propiedades esenciales de las ondas: la INTERFERENCIA y la DIFRACCIÓN.

La INTERFERENCIA es el fenómeno por el cual dos ondas al coincidir en el espacio interaccionan de tal modo que la suma en cada punto de su fase hace que la perturbación combinada tenga nuevos puntos de máximos y de mínimos: en aquellos puntos en que ambas ondas coincidan en fase máxima, la fase resultante será la suma de los dos, mientras que en los puntos en que ambas fases tengan valores simlares pero sentidos opuestos, la ondas se cancelarán. En la Figura 2 se aprecia cómo la interacción de varias ondas de agua forma una estructura nueva con máximos y mínimos similares a lo que ocurrirá en la superficie de un holograma.

Figura 2 - Efecto de la interferencia de varias ondas [“Interferencia constructiva” by Clearly Ambiguous made available under a Creative Commons Attribution license].

La DIFRACCIÓN es el fenómeno por el cual una onda, al encontrar una rendija o un obstáculo de tamaño similar a su longitud de onda se deforma produciendo nuevas ondas de similar frecuencia, pero que se observan como si se emitireran como ondas que parten desde un punto, colocado en la rendija u obstáculo. La Figura 3 muestra cómo una onda viajando en agua desde la izquierda se encuentra dos rendijas en un obstáculo y se difracta en ellas, resultando en nuevas ondas con "foco" en cada uno de los agujeros. Además se puede ver cómo las dos ondas resultantes interfieren entre sí, creando un "patrón de interferencias", una estructura de máximos y mínimos.

Figura 3 - Difracción de una onda en dos puntos e interferencia de las dos ondas resultantes [licencia CC].

Un holograma es esencialmente la fotografía de la interferencia entre la luz que refleja un objeto ("haz objeto") y un haz de luz “de referencia” de características conocidas ("haz de referencia"). Para ello se utilizan placas holográficas, que son placas transparentes con emulsión fotográfica de alta resolución. Este registro de la interferencia tiene el aspecto de franjas diminutas similares a las de la imagen de la izquierda. Al "revelar" esta imagen, de forma similar a una fotografía tradicional, la placa microscópicamente se ha convertido en un conjunto de "rendijas" transparentes en un medio oscuro. Al iluminar de nuevo la placa con la "luz de referencia" que se usó al registrar el holograma, la luz se difracta en las rendijas, y, maravillas de la física y las matemáticas, la luz que sale del holograma es igual a la que había cuando se registró el holograma, es decir, el "haz objeto", y el espectador VE LA MISMA LUZ QUE HABRÍA SI EL OBJETO ESTUVIERA REALMENTE AHÍ.

La Figura 4 muestra Fotografía aumentada de la superficie de un holograma, donde se ven las franjas resultantes de la interferencia de los haces objeto y referencia. Al revelarlas, estas franjas se convierten en "rendijas" en las que la luz proveniente del haz de referencia se difractará, reconstruyendo como resultado el haz objeto y permitiendo al observador ver la misma luz que se reflejaría en el objeto, con todas sus carácterísticas, incluyendo el efecto de profundidad.

Figura 4 - Fotografía aumentada de la superficie de un holograma, donde se muestran las franjas resultantes de la interferencia de los haces objeto y referencia (Epzcaw (Own work) [Public domain], via Wikimedia Commons).

Para hacer un holograma, la luz usada debe tener unas características físicas determinadas, por lo que se tiene que emplear un LÁSER. Además, se quiere registrar una "imagen" con resolución menor de una décima de milímetro (el tamaño de las "rendijas"), por lo que nada puedo moverse ni una fracción de milímetro mientras se registra el holograma (¡todos quietos!). El montaje básico necesario para hacer un holograma es algo así se muestra en la Figura 5 (aunque nosotros vamos a simplificar este montaje hasta su mínima expresión), en el que se ve cómo un mismo haz de láser se divide en dos, uno que tras reflejarse en el objeto impactará con la placa holográfica (haz objeto), y otro que va directo a la placa (haz de referencia), donde ambos interferirán dando lugar al holograma.

Figura 5 - Montaje para hacer un holograma.

El proceso de creación del holograma lo vamos a llamar registro del holograma, y, una vez hecho, el proceso por el que podemos verlo lo llamamos reconstrucción del holograma.

Registro del holograma (Figura 6): La placa se ilumina con dos haces de luz provenientes de una fuente láser, el denominado haz de referencia , que es un haz directo del láser (sin información), y el denominado haz objeto , que es la luz que llega a la placa tras reflejarse en el objeto que queremos holografiar. El resultado de este proceso es que sobre la superficie fotosensible de la placa los dos haces interfieren y en la placa se registra un patrón de interferencias.

Figura 6 - Registro de un holograma.

Reconstrucción del holograma (Figura 7): Tras el revelado (en caso de que la placa lo precise, ver más abajo en la descripción sobre los tipos de placa), se vuelve a poner la placa en el mismo lugar en que estaba durante el proceso el registro. Se quita el objeto y se bloquea el haz objeto, de forma que la placa quede iluminada sólo por el haz de referencia. Al difractarse esta luz en la red de rendijas que es la superficie de la placa, la luz que sale hacia el observador tiene las mismas características físicas que tenía el haz objeto, permitiendo al observador ver una imagen virtual del objeto.

Figura 7 - Reconstrucción de un holograma.

1.3 Tipos de hologramas

Existen dos tipos fundamentales de hologramas (Figura 8): de reflexión y de transmisión. El nombre hace referencia a desde dónde se tienen que observar para reconstruirlos, lo que a su vez depende de la orientación relativa de los haces objeto y referencia en el momento del registro.

Figura 8 - Tipos de hologramas.

Hologramas de transmisión : en el registro el haz objeto y el haz de referencia inciden en la placa por el mismo lado (es decir, forman un ángulo menor de 180 grados). Corresponden al tipo mostrado en las Figuras 5 y 6. Para reproducirlos, el observador se coloca en el lado opuestos de la placa respecto al haz de referencia.

Hologramas de reflexión : en el registro el haz objeto y el haz de referencia inciden en la placa por el lados opuestos (es decir, forman un ángulo mayor de 180 grados). Para reproducirlos, el observador se tiene que colocar en el mismo lado de la placa que el haz de referencia.

Sin embargo, la diferencia fundamental entre ambos tipos de hologramas es que los hologramas de transmisión necesitan luz láser para reproducirlos, para verlos, mientras que los de reflexión pueden verse con luz blanca (un foco halógeno, pero, idealmente, con luz solar). Esto hace más atractivos para los principiantes los hologramas de reflexión, ya que no tienes que ir cargando por ahí con el láser para presumir de ellos. A cambio, como casi todo en la naturaleza, tienen sus inconvenientes: son más difíciles de hacer porque requieren más estabilidad, y son menos nítidos y brillantes.

La tabla siguiente muestra un resumen de las diferencias entre los dos tipos de hologramas. Para este proyecto hemos elegido hacer hologramas de transmisión porque, aunque son menos espectaculares y requieren un láser para verlos, son menos exigentes en cuanto a estabilidad y tienen más brillo, de forma que para empezar es más posible que salgan bien y el resultado será mejor.

Registro Estabilidad Reproducción Iluminación
Transmisión Un haz por cada lado Menos exigente Luz láser Desde detrás de la placa
Reflexión Ambos haces por el mismo lado Más exigente Luz blanca (sol, halógeno, led…) Desde delante de la placa.

2. Parte II – Realización práctica

HOLOGRAMA DE TRANSMISIÓN

Vamos a hacer un holograma de transmisión de un haz ("single beam"). Es el montaje más sencillo (junto con el de reflexión, conocido como holograma de Denisyuk). Este montaje permite poca flexibilidad en qué tipos de objetos que podemos usar, en la iluminación y en la posición de los objetos respecto a la placa pero no requiere más que el láser y la placa. Lamentablemente este holograma mostrará el objeto "detrás de la placa", no esperes el efecto impresionante de que el objeto salga por delante de la placa como un fantasma… Para eso se requieren montajes más complejos, idealmente con haz dividido ("split beam"), para los que necesitaríamos más elementos. Si consigues realizar con éxito este montaje, las referencias de la Parte III te ayudarán a seguir tu camino por la senda de esos montajes.

2.1 El sitio

El requisito fundamental para hacer un holograma es la ESTABILIDAD.

Como hemos indicado, al hacer un holograma estamos "fotografiando" la interferencia de dos ondas, es decir, un patrón de franjas de interferencia (recordad la Figura 4) que, en los hologramas de transmisión están separadas del orden de una micra (1 m m ó 10 -6 m), y en los hologramas de reflexión están separadas del orden de 0,3 micras (0,3 m m ó 0,3·10 -6 m). Los tiempos de exposición que vamos a usar varían entre 20 segundos y varios minutos, y para que el registro del holograma sea correcto, al igual que en la fotografía convencional, tenemos que evitar que la imagen nos salga "movida", es decir tenemos que evitar los movimientos durante toda la exposición. En nuestro caso, un movimiento del montaje del orden de la micra durante el registro haría que unas franjas se monten sobre otras, arruinando el holograma. El efecto del movimiento afortunadamente no es en general de tipo todo o nada: si hay poco movimiento durante el proceso de registro el holograma saldrá menos nítido, menos definido que en condiciones ideales; si el movimiento cada vez es mayor, se pierde definición hasta el punto en que el holograma ya es un continuo borroso que no permite ver nada. (Nota: la diferencia entre los espaciados de las líneas del patrón de interferencia entre los hologramas de transmisión y reflexión depende del ángulo entre los haces referencia y objeto, y, el hecho de que este espaciado sea mayor entre los de transmisión hace que sean más sencillos de hacer al requerir menos estabilidad).

Esta claro por tanto que tenemos que elegir un sitio donde sea posible eliminar los ruidos y vibraciones. Sorprendendemente, y a pesar de lo dicho, es posible hacer hologramas en casa, casi en cualquier sitio. Gracias a que el efecto del ruido es acumulativo, podremos obtener hologramas razonables sin usar equipo especializado, pero deben tenerse en cuenta algunas consideraciones previas:

● Lo más destructutivo para un holograma son las vibraciones de baja frecuencia, que se transmite mejor y afectan a nuestros montajes, como las que hacen los ordenadores (hay que apagarlos), la lavadora (la nuestra o la de los vecinos), un ascensor, la nevera (no lo intentes en la cocina, cuando entra en compresor es garantía de holograma arruinado), el tráfico en las calles… Como hay algunos ruidos que son incontrolables (los que vienen de fuera), si vas a hacerlo en casa, lo mejor es hacerlo de madrugada (y esperar que no pase el camión de la basura justo a esa hora).

● Se deben evitar las corrientes de aire, no sólo las obvias, sino también las prácticamente impercetibles. Es una buena práctica rodear el montaje con un baldaquín o dosel de tela o de tiras de plástico que lo aisle de corrientes. A falta de esto, se puede “encajonar” con cartones todo el montaje.

● Durante el registro del holograma tenemos que permanecer totalmente quietos, si puede ser incluso contener la respiración en el caso de exposiciones cortas (ver más abajo). Lo ideal sería poder accionar el obturador a distancia y no estar siquiera en la misma sala que el montaje (¡otro gran proyecto maker!)

Lo mejor es disponer de un sótano, con suelo de hormigón, aislado del tráfico (¡y del metro!), pero realmente el tipo de holograma que se describe aquí se puede hacer en casa, casi en cualquier sitio. Es mejor hacerlo sobre el suelo que en mesas, salvo que tengamos una mesa recia y pesada.

Aunque se puede trabajar sobre el suelo, podemos mejorar la estabilidad de los montajes de dos formas diferentes: mediante una “mesa de arena” o mediante una “mesa neumática”.

La "mesa de arena" (ver Figura 16), que es la que usaremos en este montaje, no es más que una cajón (preferentemente rígido, aunque nosotros usamos una caja de plástico) llena de arena. La arena será la encargada de amortiguar parte de las vibraciones del ambiente que no seamos capaces de eliminar. Las ventajas de esta mesa es que es barata y se puede recoger y transportar fácilmente (la arena se puede recoger en bolsas pequeñas no muy pesadas indiviualmente). La desventaja fundamental es que la arena es incómoda de manejar, tiende a ensuciar el entorno y puede rayar los elementos ópticos, por lo que requiere especial cuidado en su uso cuando tenemos espejos de primera cara (muy delicados) y lentes.

La "mesa neumática" (Figura 9) más sencilla se hace con un neumático de moto inflado cubierto de una placa de granito. El neumático no tiene que estar inflado al límite, pero tampoco blando… dicen los expertos que se debe poder hundir unos milímetros el dedo sin demasiada presión. La placa de granito puede pesar entre 50 y 100 kg, cuanto más mejor. Otra posibilidad es usar acero, o ambos combinados. Una placa superior de acero pintado de negro es ideal para usar imanes para fijar los elementos del montaje (o bases magnéticas de equipos de medida). La ventaja de estas mesas es que son limpias y muy estables (aunque toda la mesa se mueva fácilmente arriba y abajo al tocarla y dé sensación de inestabilidad, al dejarla sola amortigua muy rápido las vibraciones que recibe), y, si usamos acero, el uso de elementos magnéticos para fijar los componentes es ideal.

Figura 9 - Mesa neumática.

Es importante destacar que la estabilidad sólo es requerida desde el momento en que se dividen los dos haces, por lo que el láser puede estar fuera de la mesa, e, incluso en otra habitación

2.2 Materiales – los imprescindibles

-Láser: Vamos a usar un laser de diodo (LED) rojo. Curiosamente, estos cacharritos pueden dar una potencia similar a los láseres de gas típicos de los laboratorios de óptica de las facultades. Nos moveremos, por seguridad y presupuesto en el entorno de potencia inferior a 5 mW, suficiente para lo que   pretendemos hacer.

Vamos a tratar con láseres “Clase 3a:     Láseres con potencia de <5mW, cuya visión directa del haz es potencialmente peligrosa.” Se debe evitar en todo momento mirar al puntero directamente y se debe extremar el cuidado con la luz reflejada.

Como inmediatamente usaremos haz expandido, en vez de un haz puntual, el riesgo es más bajo, pero, en cualquier caso se debe tener la precaución de evitar mirar al láser.

Vamos a necesitar que el haz láser cubra toda la placa (2’’x3’’, 5 cm x 7,6 cm). En las figuras anteriores se ve que esto se consigue mediante una lente que expande el haz puntual del láser. Sin embargo, al usar un láser de diodo, en vez de un láser de HeNe tradicional, esto no es necesario, ya que el haz que genera el propio diodo es divergente, no puntual. ¿Por qué los punteros láser entonces emiten un haz lineal, puntual? Porque tienen una lente que hace converger el haz. Si desmontamos un puntero veremos que quitando esta lente, el diodo emite un haz divergente de perfil elipsoidal, ideal para cubrir la placa, como la que se ve en la Figura 10 (el color amarillo se debe a la saturación del sensor de la cámara, en realidad es rojo). Si giramos el diodo, los ejes de la elipse girarán orientándo el haz según nuestra necesidad.

Figura 10 - Haz expandido de un diodo láser.

¿Cómo conseguimos el láser? Lo más seguro es comprar un diodo láser en alguno de los proveedores mostrados en la Parte III. Podemos buscar también en ebay, o similares. Otra posibilidad más asequible es comprar un puntero láser y desmontarlo.

Aunque es muy tentador usar un puntero, y tiene mucho que ver con el espíritu de esta guía, hay que ser conscientes de que, aunque puede funcionar, usar punteros tiene varios problemas. En primer lugar, hay que desmontarlo cuidadosamente: en la Figura 11 vemos un puntero tal cual se compra, el diodo extraído y el diodo con un paquete de pilas de 1,5 AA que podemos usar para alimentarlo; hay veces que la lente convergente que hay que quitar está pegada a la carcasa y debemos serrar ésta, que puede ser metálica, para extraer el diodo, con el riesgo de poder estropearlo. Otro posible problema es que no cualquier diodo láser vale para hacer hologramas. Los láseres tienen lo que se denomina diferentes modos de emisión. Para poder hacer un holograma, el láser debe ser estable y no “saltar” entre modos durante el registro. Lamentablemente, sólo hay una forma de saber si un diodo vale para hacer hologramas o no: medirlo (o probarlo), ya que no traen un certificado al respecto. Si decidimos no comprar uno contrastado en Integraf, Litiholo u otro proveedor de confianza, y usamos un diodo de origen desconocido o extraído de un puntero, siempre puede ocurrir que no tenga las caracterísicas necesarias para hacer el holograma (aunque siempre podremos usarlo como luz válida para reconstruir el holograma).

Figura 11 - Puntero láser y diodo extraído.

Para alimentar el láser es recomendable usar pilas. Se suele usar un voltaje entre 3 V y 4,5 V, dependiendo del diodo. Si es adquirido independientemente, las especificaciones nos dirán cómo alimentarlo. Si es extraído de un puntero, podemos usar las mismas pilas (o voltaje) que traía originalmente. Lo que es fundamental es respetar la polaridad y conectar siempre los polos positivo y negativo adecuadamente , pues en caso contrario, si la electrónica no lo protege (y no suele hacerlo), quemaremos el diodo. Siempre existe la tentación de usar un transformador y conectarlo a red, pero los transformadores, o son regulados y muy estables, o, incluso en aquellos diodos que podemos adquirir especificamente para holografía, inducirán saltos de modo en la emisión del láser y es posible que no funcionen adecuadamente durante el registro. Recomiendo hacer primero hologramas con pilas, y, sólo cuando controlemos todos los factores, podemos probar ha usar un transformador AC/DC. Si nos sentimos aventureros, podemos aumentar el voltaje levemente para subir la potencia de emisión del láser y reducir el tiempo de exposición, aunque nuevamente corremos el riesgo de desestabilizar o incluso inutilizar el láser.

También es importante destacar que el láser debe encenderse y estar funcionando al menos entre cinco y diez minutos antes de hacer el holograma , para que pueda alcanzar la estabilidad necesaria, y fijarse en un modo de emisión.

-Placa: Es el único material que necesitamos comprar obligatoriamente a distribuidores especializados. Sí, se pueden hacer placas holográficas en casa, pero es complicado y, desde luego, no es lo mejor para empezar a probar, ya que introduciría un montón de factores de incertidumbre que, en caso de que no saliera el holograma, sería muy difícil aislar.

Usaremos placas de cristral recubiertas de un material fotosensible donde se registrará el holograma. Hay dos tipos fundamentales: placas de haluros de plata, y placas de polímeros. Las primeras permiten mucho más control sobre los resultados, pero requieren un proceso de revelado químico similar a las películas fotrográficas (son las placas de Geola o Ultimate, ver Parte III). En cambio, las segundas no necesitan revelado, por lo cual, aunque un poco más caras en principio, son las ideales para este proyecto, pues nos permite eliminar todas las variables correspondientes a la química, y centrarnos en la realización del holograma en sí (son las placas de Litiholo). A veces la emulsión o polímero en vez de usar como sustrato una placa de cristal usa una película o plástico que deberá ser usada entre dos placas de cristal a modo de sandwich, por lo que, para empezar, usaremos placas no películas (“plates” no “film”).

Las placas de Litiholo tienen un tamaño de 2’’x3’’ (aproximadamente 5 cm por 7,6 cm) y estan formadas por una placa de cristal y una película de plástico entre las que se sitúa el polímero fotosensible. Para usarlas, hay que usarlas tal cual, sin separar ni “pelar” el plástico. En principio es indistinto qué cara (la de cristal o la de plástico) pongamos mirando hacia el láser, pero para aprovechar mejor la luz, podemos poner el plástico hacia el láser y el objeto en este montaje.

Figura 12 - Placa Litiholo.

Además de no requerir revelado químico, las características de las placas son diferentes de las de haluros de plata. Las placas de Litiholo son mucho más “lentas” en el sentido fotográfico, es decir, son menos sensibles y, por tanto, requieren mucha más luz para crear una imagen. Así, con un puntero de entre 3 y 5 mW para hacer un holograma con el montaje mostrado en esta guía podemos necesitar una exposición del orden de 5 minutos o más. En placas de haluros de plata (como las Geola), la exposición sería mucho menor, entre 20 segundos y 1 minuto. Por otro lado, las placas de liti tienen la ventaja de que se saturan, no se “queman” como las de plata, y, si tenemos la estabilidad suficiente, es recomendable sobreexponer entre 10 y 15 minutos en total, para asegurarnos de que el holograma es más brillante.

-Objeto: Por último, para hacer un holograma, necesitamos un objeto. Conviene usar objetos rígidos, que no sean o no tengan partes flexibles para evitar que se muevan durante la exposición. También es importante que sean objetos que difundan la luz, que no produzcan reflejos brillantes o metálicos que puedan “quemar” una parte del holograma, dejando oscuro el resto. Los materiales ideales deben ser estables térmicamente, ya que si se dilatan o contraen durante el registro, estropearán la imagen final (aparecerá probablemente con franjas oscuras), como metal o cristal pintado, o pásticos rígidos, no blandos (olvidaos en principio, de la figurita de un pitufo).

Finalmente, ya que usamos un láser rojo, conviene que sean blancos o de colores en tonos rojizos, evitando los verdes o los azules. Y el tamaño debe ser tal que, puesta al lado de la placa, a través de la placa veamos el objeto entero. Imaginad que la placa es una ventana por la que vemos lo que vamos a holografiar… debemos verlo completo a través de la placa para tener un buen efecto.

Para el ejemplo hemos elegido unos dados de plástico rígido, que tienen además la ventaja de tener poca altura lo que es ideal para este montaje (Figura 13).

Figura 13 - Objeto para nuestro holograma.

2.3 Materiales – otras cosas

- Pinzas para soporte : Hay que sujetar de algún modo el láser y las placas. Para lo primero podemos emplear una simple pinza de ropa, con la ventaja de que puede mantener presionado el botón de encendido del láser. Para la placa, los clips se papeles son ideales. Si queremos sofisticarnos un poco, los soportes de aluminio de varillas lisas que se usan en CNC son estupendos para sujetar el láser, siempre que encontremos uno con el diámetro correspondiente a nuestro láser, con la ventaja frente a la pinza normal de que ayuda a disipar el calor del láser, lo que puede resultar muy conveniente en épocas de calor, permitiendo que la emisión del láser sea más estable. En cuanto a las placas, con los medios disponibles en nuestro makespace podemos construir un portaplacas de metal, madera, aluminio. En la Figura 14 podemos ver estos elementos…

Figura 14 - Elementos de sujeción.

- Obturador, bloqueadores de luz : Necesitaremos bloquear el haz antes de hacer la exposición. Un buen material para hacer esto es el cartón pluma negro, aunque cualquier material negro, mínimamente y rígido y no reflectante es bueno. El fieltro negro adesivo pegado sobre cualquier superficie rígida es muy bueno, pues absorbe muchísima luz.

2.4 El montaje – Holograma de transmisión

A continuación explicamos paso a paso cómo hacer el montaje para registrar un holograma de transmisión. La base se muestra en las Figuras 5 y 6, pero veremos una forma ingeniosa de simplificar el sistema usando sólo los elementos descritos, sin lentes, espejos, ni nada parecido.

En las fotos se ha usado una caja de plástico con arena, pero si la localización es estable, el montaje se puede hacer sobre el suelo.

1) Láser (Figura 15): Con el doble objetivo de que el láser esté estable u colocado más alto que el objeto, podemos usar una taza rellena de arena y “clavar” el láser con su soporte en la arena, algo inclinado hacia abajo para que apunte hacia el suelo (entre 25 y 45 grados).

Figura 15 - Colocación del láser.

2) Objeto y placa (Figuras 16 a 19): Tenemos que colocar el objeto y la placa como indican las fotos, de forma que el haz del láser expandido cubra tanto el objeto como la placa. El objeto y la placa deben estar cerca, pero deben colocarse de tal forma que el objeto no arroje su sombra sobre la placa . En este sentido la elección de los dados ha sido muy buena, ya que son bajos y pueden estar centrados en la placa sin que su sombra la oscurezca. Si usamos objetos mayores o verticales, el truco es colocarlos a un lado de la placa, no en el centro, como se ve en la Figura 20.

Figura 16 - Montaje básico (holograma I).

Figura 17 - Montaje básico (holograma I).

Obivamente no podemos usar la placa porque se velaría, por lo que para estas pruebas podrás usar una placa estropeada (pronto tendrás alguna) o un papel o cartón del tamaño adecuado.

Como se ve en la Figura 10 la luz del láser no es uniforme, tiene lo que se denomina, un perfil “gausiano”, es mucho más intensa en la zona central. Tenemos que iluminar el objeto y la placa, ambos de la forma más uniforme posible, por lo que habrá que colocarlos a una distancia del láser suficiente para que el centro de la luz los cubra a ambos por completo. Para conseguirlo, tenemos que   alejar el láser del conjunto objeto placa, aunque, como se ve en las figuras, parezca que se “descperdicia” mucha luz.

Pero antes de seguir, te preguntarás, ¿no habíamos quedado en que en un holograma tenía que haber dos haces, uno objeto y otro de referencia? ¡Aquí sólo hay uno! . Pues no… veamos con calma las Figuras 18 y 19. En la primera vemos que hay parte de la luz que llega directamente a la placa, sin interrupción, ni tocar ningún otro elemento… esto sería el haz de referencia . En la Figura 19 vemos que otra parte de la luz llega al objeto, se refleja en él y va hacia la placa directamente… esta luz conforma el haz objeto . Esta forma ingeniosa de obtener dos haces con uno sólo originalmente, sin necesidad de dividir el haz, ni espejos, es la más sencilla posible, y, a la vez, es enormemente estable: sólo tienen que estar estables el objeto y la placa uno respecto del otro. La Figura 20 muestra un esquema de este montaje, visto desde arriba, que en este caso puede valer para objetos verticales que puedan arrojar sombra, de forma que nos aseguremos de que dicha sombra nunca cae en la placa.

Para sujetar la placa podremos usar distintos dispositivos como los mostrados en la Figura 14, o cualquiera que se nos ocurra, teniendo en cuenta que debe ser estable. Una opción interesante es el soporte que viene en el kit de litiholo (Figuras 16 y 17), que usa gravedad para dar estabilidad, simplemente sujetando la placa en una posición ligeramente inclinada. El portaplacas hecho con raíles de aluminio mostrado en la Figura 14 y en la 21 y siguientes se puede colocar también ligeramente inclinado (10-15 grados) de forma que, nuevamente por gravedad, la placa quede en posición más estable que si se pone vertical, situación en la que le queda cierta holgura.

Figura 18 - Haz de referencia en montajes de haz sencillo.

Figura 19 - Haz objeto en un montaje de haz sencillo.

3) Registro del holograma: Ya está todo preparado para hacer nuestro holograma. En esta fase tenemos que hacer la exposición del holograma, en completa oscuridad. Si usamos placas sensibles al rojo, podemos usar un led verde o azul de poca intensidad (de los tipo linterna pequeñita, no un láser) encendido en un rincón de la habitación para tener cierta claridad durante el proceso. Para las placas de litiholo, incluso puede haber cierta luz blanca de fondo, pero conviene conseguir la mayor oscuridad posible. Para hacer la exposición seguiremos los siguientes pasos:

● Encendemos y calentamos el láser, durante al menos 10 minutos. Si hemos estado preparando el montaje con el láser encendido, es posible que esto ya no sea necesario, siempre que no lo hayamos apagado y vuelto a encender.

Figura 20 - Esquema del montaje.

● Apagamos las luces de la habitación.

● Con un trozo de cartón negro bloqueamos el haz de láser, de forma que no llegue luz al portaplacas. Cuanto más seamos capaces de bloquear la luz del láser que llega al entorno, mejor calidad tendrá luego el holograma (especialmente si usamos placas de plata que son más sensibles). Podemos usar bloqueadores en torno al láser, como una especie de “caja”. El único requisito es que, sea lo que sea lo que usemos para bloquear el láser, debemos poder quitarlo sin provocar movimiento de ninguno de los elementos. Un cartón negro sujeto con clips grandes como la placa de la Figura 14 suele ser suficiente.

● En la oscuridad sacamos la placa holográfica de la caja y la colocamos en su portaplacas, asegurándonos de cerrar la caja para proteger el resto de placas no expuestas.

● Paciencia. Tenemos que dejar que la placa colocada en su sitio se estabilice térmica y mecánicamente, por lo que debemos esperar al menos cinco minutos sin movernos ni tocar nada.

● Vamos a exponer la placa. Con cuidado, levantamos levemente el obturador, sin apartarlo del todo, sin que deje de bloquear el haz. Paramos un momento, y luego, de forma suave y continua, lo quitamos del camino del haz.

● Ahora se está exponiendo la placa, que está iluminada por el láser. El tiempo de exposición recomendado para placas de litiholo está entre 3 y 5 minutos, pero como se ha indicado más arriba las placas no se “queman”, por lo que es recomendable sobre-exponer (de 10 a 15 minutos) para estar seguros de que se registra el holograma, teniendo en cuenta la variabilidad de potencia de los distintos láseres disponibles. Durante ese tiempo debemos estar quietos, sin hablar, sin movernos ni producir movimientos de aire, vibraciones del suelo, etc… Por supuesto, como indicamos arriba, previamente debemos apagar ordenadores, aire acondicionado, reproductores de música, etc… Si usamos placas de plata, la exposción variará entre 20 segundos y 1 minuto, y los requisitos de estabilidad son mayores.

● Ya está… ha pasado el tiempo de exposición, así que cuidadosamente, volvemos a colocar el cartón obturador bloqueando el rayo. Si estamos usando placas de haluros de plata ahora debemos quitar la placa y guardarla en una caja cerrada y proceder a su revelado, antes de poder seguir con el paso de “reproducción del holograma”. En el caso de las placas de litiholo, al contrario, una vez bloqueado el haz, encenderemos la luz de la habitación, para detener el proceso de registro y “fijar” la imagen. Se recomienda dejar la placa cerca de una luz blanca intensa durante unos cinco minutos, pero como la paciencia tiene un límite, antes vamos a comprobar si se ha registrado bien el holograma, en el siguiente paso…

4) Reproducción del holograma: Una vez registrado el holograma, vamos a verlo. Como hemos dicho a lo largo de todo el tutorial, es un holograma de transmisión, esto quiere decir que (1) necesitamos el láser para verlo, y debe iluminar la placa desde el mismo ángulo en que estaba al registralo, y (2) nosotros tenemos que mirar para verlo “a través” de la placa, como si fuera una ventana. Lo mejor si usamos placas de litiholo es no tocar la placa entre el registro y la reproducción, pero si usamos placas que necesiten revelado o hemos quitado la placa, volvemos a ponerla en la misma posición en la que estaba originalmente (no debemos girarla ni arriba/abajo ni delante/detrás… suele ser una buena idea antes de hacer el holograma marcar una esquina de la placa con un rotulador indeleble en una de las caras, y usar esa marca como referencia). Quitamos el objeto u objetos. Quitamos el obturador… Y si todo ha ido bien, a través de la placa, mirando hacia el láser (recuerda, ¡nunca directamente al láser!) a través de la placa, veremos la imagen de los objetos como si siguieran allí, ¡ flotando en el aire!, como se puede ver en la Figura 21.

Figura 21 - Reproducción del holograma I.

Puedes encontrar un vídeo del “holograma I” en el siguiente enlace (disculpa la calidad del vídeo, pero como pronto podrás comprobar tú mismo, no es nada fácil hacer un video ni fotos de un holograma): https://flic.kr/p/wXfpNz

2.5 Mejorando el holograma.

En la Figura 21 vemos que el holograma ha salido razonablemente bien, pero si nos fijamos bien, vemos que las caras de arriba de los dados, que estaban bien iluminadas, se ven bien, pero las caras frontales que dan a la placa, al quedar oscurecidas por venir la luz desde arriba, no han quedado registradas… ¿Cómo podemos resolver esto?

Si nos fijamos en la Figura 17, por ejemplo, veremos que hay un montón de luz "desperdiciada" hacia los lados que ni va a la placa ni ilumina al objeto, consecuencia de la forma del haz y de que hemos intentado que el conjunto objeto/placa estén iluminados uniformemente por el centro del haz, dejando perderse la luz menos intensa, pero existente, de los bordes.

Vamos a aprovechar esa luz. Las Figuras 22 y 23 muestran un montaje similar en el que hemos añadido dos espejos lateralmente para que la luz que sale por los laterales se pueda aprovechar, redirigiéndola hacia el objeto. Lo fundamental es colocar los espejos para que la luz que sale por los laterales ilumine el objeto, nunca hacia la placa . Lo que hacemos con los espejos es aumentar la luz del "haz objeto", iluminando zonas que si no quedarían oscuras, pero no podemos usar los espejos para redirigir luz directamente a la placa, porque el “haz de referencia” debe venir sólo de un punto y en una dirección, del láser.

Figura 22 – Montaje para el holograma II, usando espejos.

Figura 23 – Montaje para el holograma II, usando espejos.

En las Figuras 24 y 25 vemos el resultado reproducido de este holograma. Como se ve, hemos conseguido iluminar las caras de los dados que están hacia la placa, dando una impresión mucho más real. Como se ve, además, especialmente en la Figura 25, el holograma tiene muchísima profundidad, casi 7 cm… Puedes encontrar un vídeo del “holograma II” en el siguiente enlace:https://flic.kr/p/wWHzzK

Figura 24 - Reproducción de holograma II.

Figura 25 - Reproducción de holograma II.

Si usas espejos, recuerda, lo fundamental es que la luz reflejada no dé nunca sobre la placa. Cuando leas más documentos sobre holografía, verás que se hace referencia a “espejos de primera cara”. Estos espejos son necesarios para girar los haces evitando dobles reflexiones de los espejos normales, pero para el uso que hacemos de los espejos en este montaje, espejos de manos normales baratos comprados en un almacén cualquiera (como los mostrados en el montaje) son más que suficientes.

3. Parte III – Referencias y distribuidores

3.1 Referencias – libros

Entre la infinidad de libros existentes sobre holografía, sólo uno está traducido al español. A continuación os recomendamos los fundamentales, casi todos disponibles también de segunda mano a precios baratos:

Holography Handbook: Making Holograms the Easy Way (Fred Unterseher and Bob Schlesinger). Un enfoque muy práctico, basado en una mesa de arena, con montones de recomendaciones prácticas.
"Holography Projects for the Evil Genius (2010)", de Gavin Harper – Divertido y desenfadado, aunque con pocas explicaciones teóricas para entender qué está pasando y qué estamos haciendo, los montajes están bien diseñados.
"La holografía. Una guía fácil para hacer hologramas" (1990), de John Iovine. Versión en español de "Homemade Holograms: The Complete Guide to Inexpensive, Do-It-Yourself Holography". Único en español, muy práctico, explica hasta cómo hacer un láser de gas, algo ya innecesario con la disponibilidad de los láseres LED.
"Practical Holography (3rd Ed.)", de Graham Saxby. Si tienes interés en profundizar en los hologramas y sólo puedes tener un libro, ha de ser este, pues es el más completo, incluye explicaciones teóricas a la vez que mucha información práctica y montajes. También es recomendable la segunda edición, e incluso ambas, que se complementan perfectamente.

3.2 Referencias – internet

Como sobre cualquier tema, en internet hay infinidad de sitios sobre holografía casera, vídeos en youtube, foros, etc… Describimos a continuación una serie de sitios de referencia, lamentablemente todos en inglés. Casi cualquier cosa que necesites la podrás encontrar en estas páginas:

- Holoforum:http://www.holographyforum.org/

El ‘holoforum’, ahora ‘holographyforum’, es el foro por excelencia sobre holografía. Existen varios más con nombres parecidos, pero el más completo y con más larga historia es este. Ha tenido varias encarnaciones y administradores, pasando por avatares no siempre agradables, pero cualquier cosa que necesites saber sobre holografía la podrás preguntar allí, a cualquier nivel. Haz preguntas concretas, tras leer libros, la wiki e intentarlo, no preguntas del tipo “¿cómo hago un holograma?”. En el foro encontrarás desde aficionados novatos, otros con un nivel impresionante hasta profesionales con más de cuarenta años en activo. Es muy recomendable, además que visites las páginas web de los usuarios más veteranos del foro, suelen tener mucha información y fotos sobre montajes. Últimamente no tiene mucha actividad, pero lo único que necesita para activarse es gente con preguntas… Además el foro recoge todo el archivo de historia previa de sus versiones anteriores, en el que la cantidad de información existente es inmensa. (Nota: si buscas en google llegarás fácilmente a holoforum.org, pero este sitio es el antiguo inactivo; usa el enlace de arriba que recoge el foro activo y el archivo la historia de holoforum.org).

- Holowiki:http://holowiki.nss.rpi.edu/wiki/Main_Page

La holowiki es un sitio mantenido por los usuarios más activos del holoforum. Aquí se intenta recoger de forma más sistemática parte de la información compartida en el foro. Aunque es un sitio de referencia obligada (por ejemplo todas las fórmulas de revelado de materiales de haluros de plata están recogidas en esta wiki), como casi cualquier wiki, es muy desigual y te puedes encontrar entradas muy detalladas y otras, de temas más básicos, que apenas aportan información.

- Grupos de facebook – En facebook hay dos grupos fundamentales sobre holografía: “Holography Forum” y “Holography”. Muchas veces la información se duplica en ambos grupos. Aquí, además de gente del holoforum, encontrarás muchos profesionales. Aunque se pueden hacer preguntas (especialmente en el de “Holography Forum”), generalmente son grupos de noticias y en los que la gente comparte sus creaciones, más que resuelve dudas.

- holograpy.ru :http://holography.ru/maineng.htm

Sitio ruso con versión en inglés. Los rusos tienen una gran tradición y experiencia en holografía. En este sitio, además de una galería de hologramas impresionantes, destacan las “25 lecciones” que son un resumen espectacular de cómo hacer hologramas:http://holography.ru/techeng.htm.

- Franks deFreitas’ Holoworld:http://www.holoworld.com/

Frank fue un precursor en hacer accesible la holografía en casa y dar clases en institutos y colegios. Aunque está jubilado, su sitio, aunque con cierto desorden, tiene innumerables turoriales de gran valor. Merece mucho la pena perderse en este sitio. Tiene un proyecto nuevo que seguro que merecerá la pena, la “School of Holography” http://www.holoworld.com/school-of-holography.html.

Además las páginas de los distribuidores de material para holografía suelen tener información interesante, y entre ellas quiero destacar especialmente la página de Integraf (ver abajo).

3.3 Materiales – Distribuidores

Los distintos materiales (láser, placas de polímeros o de haluros de plata, química, etc… pueden encontrarse en los siguientes distribuidores. Geola y Ultimate están localizados en Lituania y Francia respectivamente, lo que reduce mucho los gastos de envío y aduana. Sin embargo, habrá cosas que sólo están disponibles en EEUU, como los materiales de Litiholo, cuyo precio tras el envío puede ser casi el doble que en origen. Para empezar necesitas placas (siempre las más pequeñas, no te dejes vencer por la tentación) y láser, así como química de revelado si decides optar por las placas de haluros de plata.

Integraf:http://www.integraf.com/shop/

Integraf es una de las casas más antiguas y de las primeras en ofrecer kits. Tiene kits, lásers, placas y química (las placas son de haluros de plata de Geola). Todo es de buena calidad y el kit es muy recomendable para empezar con placas de plata. El único problema es que está en EEUU y los gastos de envío y aduana lo encarece demasiado. Cabe destacar la calidad de la documentación de referencia y tutoriales de esta página, que serán útiles independientemente de dónde se adquieran los productos. Si sólo quieres placas, pídelas en Geola, que será mucho más barato.

Litiholo: http://litiholo.com/

Litiholo es el único distribuidor para usuarios caseros de placas de polímero que no requieren revelado. La calidad de estas placas no es excepcional, pero su facilidad de uso hace que sean perfectas para empezar. Esta empresa también tiene sede en EEUU sin distribuidor en Europa, lo que encarece muchísimo los costes. Venden, además, lásers de distinta potencia, kits y placas de dos tamaños. Tienen un kit de holografía en color. No te dejes tentar, no está muy conseguido. Comienza con las placas pequeñas y el rojo…

Geola:http://materials.geola.lt/

Geola es fabricante y distribuidor de placas de haluros de plata. Son baratas y envían desde Lituania a precios baratos (lntegraf distribuye placas de Geola). Tienen distintos tipos de placas y tamaños, así como la química necesaria para los revelados. Si vas a usar placas de haluros de plata, comienza con las de Geola en tamaño pequeño (6 cm x 6 cm) de tipo PFG-01 para láser rojo.

Ultimate: http://www.ultimate-holography.com/index.php

Ultimate es una empresa casi unipersonal que fabrica las mejores placas de haluros de plata del mercado. La calidad es excepcional, y proporcionan la química para el revelado. Son caras, y estás limitado a su propia química. A cambio, envían desde Francia. Tardan en servir. No es recomendable para principiantes, pero cuando lleves tiempo haciendo hologramas, será imposible resistir la tentación de probarlas.

Manuel Riesco: http://manuelriesgo.com/

Con tienda física en la calle Desengaño en Madrid, tienen también tienda online en la que se pueden pedir los distintos productos químicos necesarios para hacer los reveladores, blanqueadores, etc… necesarios para las placas de haluros de plata.