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MAS 450 Formación de imágenes holográficas

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Proyectos

Ideas para proyectos

Lista de comprobación del proyecto final de prácticas (PDF)


Introducción: limitaciones realistas

Este año, los proyectos finales se enfrentan a grandes limitaciones.

  • En primer lugar, los proyectos finales se presentarán al final del trimestre ordinario, en vez de hacerlo durante el periodo de examen. Esto significa que se dispondrá de menos tiempo para planear un buen experimento, realizar todo el trabajo de prácticas y documentar los resultados.
  • En segundo lugar, hay escasez de materiales holográficos a nivel mundial. Nos enfrentamos a la posibilidad real de no poder impartir este curso en el futuro, debido a la imposibilidad de obtener placas o películas holográficas apropiadas. Necesitamos conservar los materiales tanto como sea posible durante los proyectos finales (pero permitiéndoles a su vez que realicen un buen experimento científico).
  • En tercer lugar, este año el curso es bastante amplio. El periodo de prácticas será escaso.

Teniendo en cuenta estos puntos, estamos deseando verle poner en práctica en los proyectos finales sus nuevos conocimientos de holografía y sus destrezas creativas, científicas y de ingeniería. Solamente le pedimos que diseñe sus propias metas y que éstas sean alcanzables y razonables.

Enfoque básico

Todos los años, sin excepción, los estudiantes se embarcan en proyectos muy ambiciosos que acaban agotando su tiempo, energía y otras fuentes requeridas para su finalización. Las limitaciones que se han citado anteriormente hacen que esos planteamientos sean todavía menos deseables. Por el contrario, trate de centrarse en un aspecto muy específico de la holografía (el procesamiento, la formación de una imagen, una práctica de laboratorio, los materiales, los dispositivos ópticos, etc.), construya, experimente y lleve a cabo su trabajo de forma eficaz. Demuestre que posee buenas sensibilidades científicas y de ingeniería. Realice una aportación al campo de la holografía. Hay muchas opciones disponibles. Además, recuerde que un buen experimento que demuestra que algo es falso, incluso algo que pensaba que funcionaría, puede constituir una buena aportación científica si se analiza y se documenta bien.

Grupos

Generalmente, para completar los proyectos finales, los estudiantes trabajan en grupos. Lo habitual es formar grupos de tres o cuatro personas. Todos los que forman parte de un grupo deberían entender los fundamentos básicos de lo que se está haciendo y los apuntes de las prácticas deberían documentar el proceso de planificación, el horario de la práctica y los resultados finales. Distribuyan sus destrezas, compartan sus puntos fuertes, aprendan algo juntos y completen un buen proyecto.

Tiempo

Los grupos firmarán partes con el horario de las prácticas (se explicará en clase). Como regla general, tenga en cuenta que, incluso para un hológrafo profesional, resulta difícil realizar partiendo de cero hasta el más sencillo holograma en menos de una hora. Como ya sabe por las prácticas, la holografía lleva mucho tiempo, incluso cuando únicamente está siguiendo instrucciones de prácticas. Planifique todo con antelación y con cautela y prevea planes de contingencia en el caso de que algo no salga bien. Probablemente, la semana anterior al plazo de entrega de los proyectos no quedará ni un solo parte de prácticas adicionales sin firmar.

Ideas

A continuación, le proponemos una lista de posibles ideas para los proyectos. Dependiendo del número de personas que formen el grupo que trabaje en ellos, será o no será posible terminarlos a tiempo. Coméntele a su ayudante técnico o al profesor sus ideas y trate de presentar algo que pueda ser asequible para usted. Esta lista no es exhaustiva y cuenta con total libertad para sugerir sus propias ideas.


Materiales y sustancias químicas

Estudios sobre reveladores y blanqueadores de hologramas

Muchos de los reveladores y blanqueadores simples funcionan bien, pero, dependiendo de la situación, todos tienen sus ventajas y desventajas. La realización de unos tests en algunas alternativas le ayudarían a generar ciertas recomendaciones.

Comprensión de materiales alternativos de haluro de plata

Las placas Agfa que utilizamos en clase ya no se fabrican, pero existen en el mercado otros tipos diferentes de placas de haluro de plata. ¿Cuál es la mejor forma de describir las características fotosensibles de estas placas? Es importante conseguir una buena técnica de prácticas.

Aumento de la fotosensibilidad

Este proyecto está relacionado con el anterior. Otros tipos de placas de haluro de plata no son nada sensibles a la luz. Existen muchas formas de aumentar esta sensibilidad, entre las que se incluyen un remojo previo y una sesibilización al gas. ¡Si evidencia un método fiable, podría ayudar, a su vez, a salvar de las tinieblas a la holografía!

Hologramas de gelatina bicromada

Descanse un poco de la rutina del haluro de plata y realice sus escarceos en una química realmente arcana. Exponga con lásers de color azul profundo estos aspirantes a postres, enjuague en alcohol de fricción y contemple las especialmente brillantes y claras imágenes tridimensionales. Es necesario tener alguna experiencia en química. Es posible que no haya lásers disponibles para este proyecto.

Hologramas de arco iris en relieve

Engañe a sus amigos y realice en casa tarjetas de crédito falsas transformando hologramas de volumen de haluro de plata en imágenes con la superficie en relieve que se puedan imprimir en las tarjetas corrientes. Las posibilidades incluyen: la exposición de placas recubiertas fotorresistentes y el desarrollo de emulsiones de haluro de plata bastante curtidas. Las imágenes se reproducen por medio del vaciado de una plancha de vinilo en disolvente.

Hologramas de Photopolymer

El Photopolymer es otro tipo de material holográfico, pero no es muy sensible a la luz. Produce hologramas muy brillantes. Proponga un experimento que explore la holografía con photopolymer sin necesidad de utilizar lásers muy potentes.

Formación de imágenes

Efectos de imágenes seudoscópicas

Parece que resulta difícil captar la estructura de una imagen seudoscópica "con la parte de fuera hacia dentro". Los hologramas bien diseñados que muestran este efecto claramente, quizás de forma cuantitativa, serían estupendos.

Proyección de imágenes dimensionales

¿Qué le parece proyectar una imagen tridimensional directamente en el aire o en una nube de humo? No funciona bien, pero puede ser interesante averiguar exactamente el por qué. Esto implicaría realizar unos cuantos hologramas de prueba y ver que se puede hacer con ellos en diferentes situaciones.

Aberraciones en holografía

Unas cuantas demostraciones bien planificadas de astigmatismo, coma y aberraciones esféricas en holografía ayudarían a la gente a captar estos conceptos más fácilmente. ¿Se les ocurren algunas ideas para que se entiendan mejor estos conceptos?

Hologramas de sombras

Se pueden crear interesantes hologramas de arco iris en un sencillo paso óptico si los sujetos son sombras de objetos tridimensionales. El disparo es lo suficientemente rápido como para estimular la experimentación. Se pueden añadir elementos refractados para producir modulaciones de color fascinantes. Las matemáticas tampoco son complejas.

Hologramas del plano de la imagen de un sólo paso

Se pueden utilizar grandes lentes y espejos para crear hologramas del plano de la imagen en una cámara holográfica de un sólo paso, que hace que sea más fácil experimentar con la imagen. Es importante controlar las distorsiones, por lo que será necesaria la exploración óptica.

Holografía de imagen reducida

La reducción de la imagen de un sujeto aporta cierto atractivo al holograma resultante. Aunque esto resulta más interesante en el caso de retratos con láser pulsado, se pueden explorar también los dispositivos ópticos con la holografía de sobremesa de onda continua. El principal problema parece ser la aberración esférica, que provoca una fuerte oscilación de la imagen.

Interferometría del holograma

Existen tres clases diferentes de interferometría con hologramas: 1) hologramas de "franjas en directo", como la demostración de la taza de café, 2) hologramas de exposición doble, con algo de estrés entre medias, y 3) hologramas de exposición continua para objetos en continuo movimiento. ¡Necesitamos algunas demostraciones de apariencia atractiva para todos estos hologramas!

Técnicas de laboratorio, equipo y características holográficas

Holografía con lásers de diodo

Las mejoras en los lásers de diodo, con potencias superiores en el espectro visible, pueden hacer que los lásers de He-Ne se vuelvan obsoletos. En estos momentos, la coherencia de estos lásers es algo limitada, pero, sin embargo, permiten realizar algunos hologramas impresionantes. Las aplicaciones de la formación y no formación de imágenes (es decir, mostrar la longitud de coherencia y la eficiencia de difracción) son dos posibles proyectos.

Sensibilidad de la luz ambiente

Las placas holográficas son realtivamente poco sensibles a la luz. Sin embargo, las exponemos y procesamos bajo condiciones de relativa oscuridad. ¿Qué es una buena práctica de laboratorio y qué es folklore? ¿Cuándo podemos dar más luz, en qué medida y por qué?

Impresión -- sensibilidad a la luz de hologramas blanqueados

Los hologramas de haluro de plata blanqueados son fotosensibles. ¿En qué medida? Diseñe algún experimento que sirva para comparar la sensibilidad de algún conjunto controlado de diferentes materiales, diferentes sustancias químicas de procesamiento, diferentes ambientes de almacenamiento o diferentes niveles de luz. Este tipo de ciencia positiva podría culminar con un trabajo digno de ser publicado.

Colimadores holográficos

Este proyecto pretendería fabricar un colimador holográfico sin utilizar un colimador de cristal. Para este proyecto se requerirá un diseño óptico sencillo y una exposición y un procesamiento cuidados.

Diseño de elementos ópticos holográficos

Los hologramas se pueden utilizar para reemplazar muchos de los elementos y dispositivos ópticos convencionales sencillos. En este proyecto se identificarían unos ejemplos y se realizaría una prueba inicial sobre uno o dos de estos hologramas.

Efectos de polarización en holografía

Sólo se grabará el componente del haz de referencia que es polarizado de la misma forma que el haz del objeto. Por lo tanto, la manipulación deliberada de la polarización del haz del objeto ofrece un interesante nivel de control que se puede explorar de muchas formas, como, por ejemplo, la eliminación de toques de luz, de reflexiones, de ruido imitación a la madera, etc.

Estudios de reflexión de colores falsos

El aumento de volumen de una emulsión holográfica previo a la exposición puede disminuir de forma significativa la posterior reconstrucción. Por ejemplo, controlar este aumento infligiendo el agente dilatador en la placa, puede ofrecer un nuevo tipo de control creativo del medio, pero debe estar basado en precisos estudios de calibración previos.

Señal y ruido en los hologramas

No siempre es fácil cuantificar la luminosidad y el contraste de las imágenes holográficas, pero unos sencillos experimentos deberían revelar las dependencias básicas en la exposición y el ratio del haz, de los que hemos hablado en clase.

Teoría tricolor

La reproducción de todos los colores por medio de la adición de los tres colores primarios es fundamental para el futuro de la holografía a color. Unas cuantas demonstraciones deberían ser suficientes para aclarar algunos de los problemas de la interpretación del color en holografía. Es posible que se requiera la utilización de varios lásers diferentes, por lo que es mejor que se asegure de que puede disponer de ellos.

Estereogramas mínimos

Los estereogramas holográficos convencionales en dos pasos conllevan un proceso tan elaborado y que lleva tanto tiempo que se aleja del tipo de enfoque interactivo de "intente otra cosa esta vez", de gran importancia para una innovación de éxito. Es posible un enfoque mucho más simple en un sólo paso si el número de vistas en perspectiva se mantine en un mínimo estricto, quizás incluso dos, como forma de "previsualizar" las consecuencias de un proceso más elaborado.

Fallo de reciprocidad en holografía

En principio, si se divide la exposición de un holograma en N partes igualmente incoherentes, la eficiencia de difracción de cada subholograma disminuye 1/n^2. En la práctica, hay un fuerte efecto como consecuencia de la clasificación de las exposiciones, denominado "fallo de reciprocidad". En el caso de los materiales y procesos empleados aquí, es necesario verificar estas observaciones.

Apilamiento en serie

Una forma de construir una imagen tridimensional a partir de una serie de secciones cruzadas es disponer dichas secciones en el espacio por medio de una serie de exposiciones múltiples. En este proyecto se explorarían los puntos fuertes y débiles de dicho método sencillo de apilamiento óptico de partes.

Reconocimiento de patrones

Se puede utilizar una variación de un holograma sencillo para "depurar" un documento por una palabra clave y producir puntos brillantes que correspondan a cada ubicación. Dicho proceso que se denomina "filtrado adaptado". Este proyecto demostraría este filtrado en páginas de texto y en fotografías que contengan depósitos enemigos.

Las demostraciones de la holografía

En clase, nos hemos concentrado en realizar buenos hologramas. Quizás es el momento de aprender a realizar algunos hologramas malos, en los que se diseñe el experimento para mostrar un problema holográfico en particular. Por esta razón, existen muchas opciones: franjas en el objeto, franjas en la placa, dispersar el haz de referencia, secado desigual, imágenes de orden superior, gran cantidad de ruido halo, etc. No obstante, los malos resultados deben planearse.

Adhesivos y tecnologías de soporte de objetos

Grabe los hologramas (de reflexión y de transmisión) realizados a partir de objetos precarios montados con diferentes adhesivos. ¿Es adecuado utilizar pegamento caliente? ¿Es la resina epoxi Duco la mejor marca? ¿Qué cosas se pueden pasar por alto?

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