Post on 18-Apr-2015
Holografia
Aluno: Ubiratan Custódio
Prof.: Homero Schiabel
Abril de 2007
SEL-5705 Fundamentos Físicos dos Processos de Formação de Imagens Médicas
Holografia – (holos = inteiro - grafia = escrita)
Fotografia melhorada = permite gravar imagens em 3D
Holografia também pode ser usada em
•Armazenamento de dados
•Geração de imagens médicas
Holografia
Holografia•Inventada conceitualmente em 1947
•Pelo Húngaro Dennis Gabor (1900 – 1979)
•Premio Nobel em Física em 1971
•Resultado inesperado de pesquisa de melhoria de microscópios eletrônicos na British Thomson-Houston Company
•Patente requerida em 17 de dezembro de 1947 (GB685286) pela companhia
•Campo de pesquisa não se desenvolveu até o advento do laser em 1960
Holografia• Primeiros hologramas de objetos em 3D:
• Emmett Leith (1927 – 2005) e Juris Upatnieks em Michigan em 1963 e;
• Por Yuri Denisyuk (1927 – 2006) na URSS
HolografiaVários tipos de hologramas podem ser produzidos
• Hologramas de transmissão
atravessado por luz laser e imagem reconstruída de um lado
• Hologramas de Reflexão
Visto com luz branca Ex.: Cartões de crédito
HolografiaDESCRIÇÃO TÉCNICA
Diferenças entre fotografia e holografia:
Fotografia: gravação ponto-a-ponto da intensidade dos raios de luz
Fotografia colorida: imagem gravada 3 vezes (filtros de cores) – permite reconstrução do comprimento de onda da luz
HolografiaDESCRIÇÃO TÉCNICA
Holograma
Luz de cena real especificada por•Amplitude•Comprimento de onda•Fase (Fotografia: perde informação de fase e junto o efeito 3D)
Holograma grava Intensidade e Fase
Quando iluminado com luz apropriada•Há a difração de parte da luz em exatamente a mesma onda da cena original•Reconstrói a aparência 3D
Hologramas coloridos são factíveis mas a maioria é monocromática
HolografiaDemonstração que a luz é onda eletromagnética
Thomas Young (1773-1829) em 1801
HolografiaProcesso de Gravação
HolografiaProcesso de Gravação
HolografiaProcesso de Reconstrução
HolografiaNecessidade de interferência coerente entre raios de referência e do objeto
Primeiros hologramas gravados com luz de lâmpadas de descarga de mercúrio
Atualmente o laser é utilizado para gravação
Comprimento de coerência determina profundidade máxima da imagem
Laser para holografia possui comprimento de coerência de vários metros
HolografiaAplicações Práticas da Holografia
A) Interferometria
Técnica mais simples: Dupla Exposição
A mesma onda sensibiliza o filme duas vezes (em seqüência por sobreposição)
Interferometria Diferencial: Se o objeto ou o meio é estacionário (entre as duas exposições) não existirá franjas por interferência (fonte de informações)
Método permite uso de óptica de baixo custo e meio não-homogêneo
HolografiaAplicações Práticas da Holografia
A) InterferometriaTécnica mais simples: Dupla Exposição
HolografiaAplicações Práticas da Holografia
A) Interferometria
Conceito estendido a Múltiplas Exposições e Exposições Contínuas (Vibrações)
HolografiaAplicações Práticas da Holografia
A) Interferometria (cont.)
Técnica da Dupla Freqüência
Fontes de luz de freqüências diferentes sensibilizam o filme
Quando iluminado dois campos de onda são gerados e interferem
Técnica usada para medição de perfil
HolografiaAplicações Práticas da Holografia
A) Interferometria (cont.)
Técnica de Tempo Real
Imagem holográfica interfere diretamente com o objeto
Deformações monitoradas em tempo real
Objetos reais podem ser comparados por hologramas gerados por computador
HolografiaAplicações Práticas da Holografia
B) Microscopia Holográfica (Imagens Volumétrica de Alta Resolução)
Fotografia – pouca informação sobre a profundidade do objeto e gravada
Holografia – contém informações de profundidade
Observação a várias distâncias permite “varrer” todo o volume
Aplicações:
•Medição de partículas de aerossóis
•Microscopia
•Estudo de grandes volumes de organismos vivos
HolografiaAplicações Práticas da Holografia
C) Imagens de Alta Resolução em Meios Sujeitos a Distorções
Cancelamento do efeito de distorção do meio
HolografiaAplicações Práticas da Holografia
C) Imagens em Meios Sujeitos a Distorções (cont.)
Holograma como placa de compensação
HolografiaAplicações Práticas da Holografia
D) Hologramas como elementos Ópticos
Holograma de um ponto-fonte é basicamente elemento de focalização (uma lente)
Mais leves e compactos do que as lentes
Desvantagem: Aberrações Cromáticas
Holografia
Aplicações Práticas da Holografia
E) Armazenamento de Dados
HVD (Holographic Versatile Disc) armazena até 3,9 TB
Vantagens:
Erros podem ser corrigidos pela característica de gravação de informação em hologramas
Dados lidos à velocidade da luz sem necessidade de processamento computacional
Holografia
Conclusões
Holografia pode ser usada como meio para correções de falhas em tecnologias existentes
Inovação tecnológica em armazenamento de dados e geração de imagens
Uso provável em TV´s de imagens 3D
Uso industrial em medições para testes não-destrutivos
Holografia
Bibliografia
Artigos:
Holography, 1948 – 1971 – Dennis Gabor – IEEE Press
An Introduction to the Principle and Applications of Holography – Joseph W. Goodman – IEEE Press