Grabación de hologramas analógicos a todo color ultrarealistas para su uso en una pantalla de holograma móvil
Summary
Presentamos un protocolo para grabar un conjunto de hologramas analógicos ultrarrealistas a todo color, que muestran el mismo brillo, transparencia y colores homogéneos, en emulsiones holográficas de halogenuros de plata de grano ultrafino para la fabricación de un 3D holográfico dinámico Monitor.
Abstract
Este documento demuestra un método para grabar un conjunto de doce hologramas analógicos a todo color ultrarrealistas que presentan el mismo brillo, transparencia y colores homogéneos para la fabricación de un Fantatrope, una pantalla 3D holográfica dinámica, sin necesidad de ayudas especiales para ver. El método implica el uso de la tecnología de impresora 3D, una configuración óptica Denisyuk a todo color de un solo haz con tres láseres de baja potencia (rojo, verde y azul) y una emulsión holográfica de halogenuros de plata de alta sensibilidad iso-pancromática especialmente diseñada para grabando hologramas analógicos sin difusión. Se crea una animación cíclica con un programa de gráficos por ordenador 3D y diferentes elementos se imprimen en 3D para formar modelos para los hologramas. Los hologramas se graban con una configuración holográfica a todo color y se desarrollan utilizando dos simples baños químicos. Para evitar cualquier variación de espesor de emulsión, los hologramas se sellan con pegamento óptico. Los resultados confirman que todos los hologramas registrados con este protocolo presentan las mismas características, que permiten ser utilizados en la Fantatrope.
Introduction
Las pantallas tridimensionales (3D) son un importante tema de investigación1,2,3 y la mayoría de los enfoques actuales utilizan el principio estereoscópico4 que causa malestar visual y fatiga5,6. El Fantatrope es un nuevo tipo conveniente de pantalla 3D holográfica dinámica que puede mostrar una animación corta a todo color sin la necesidad de ayudas de visualización especiales7. Un Fantatrope utiliza una serie de doce hologramas a todo color correspondientes a las diferentes fases de una animación. Todos los hologramas utilizados en este dispositivo deben ser ultrarealistas y presentar el mismo brillo, transparencia y colores homogéneos. El registro de un solo holograma a todo color de alta calidad sigue siendo difícil incluso para los profesionales experimentados. Si bien las opciones de la técnica de grabación y el material holográfico son puntos clave importantes, hay varios detalles más que son cruciales para registrar con éxito dichos hologramas.
Para este protocolo, primero se crea una secuencia cíclica de doce imágenes diferentes con un programa de gráficos por ordenador 3D y todos los elementos se imprimen en 3D para convertirse en modelos de holograma. Estos hologramas se registran con el método de haz único8 introducido por Yuri Denisyuk en 1963 que permite el registro de hologramas ultrarrealistas con un paralaje completo de 180o. Una configuración a todo color de Denisyuk utiliza tres láseres diferentes (rojo, verde y azul) combinados para obtener un rayo láser blanco. Las emulsiones de halogenuros de plata son la mejor opción de material de grabación9 y sólo unas pocas emulsiones de color completo de halogenuros de plata están disponibles9,10. Además, para registrar la longitud de onda azul sin desenfoque, se requiere una emulsión isopancromática con una resolución de más de 10.000 líneas/mm.
En este protocolo, el conjunto de hologramas se registra en placas de 4 pulgadas x 5 pulgadas, utilizando un material especialmente diseñado para grabar hologramas analógicos a todo color sin ninguna difusión y se hace isopancromático para todos los láseres visibles comunes utilizados en la holografía de color (ver Tabla de Materiales). El grano es tan fino (4 nm) que cualquier longitud de onda visible se puede registrar en el interior sin ninguna difusión11. Además, cada holograma se desarrolla utilizando un proceso químico seguro y sin manchas desarrollado para las emulsiones finales.
Este protocolo detallado está destinado a ayudar a los profesionales nuevos y experimentados en el campo de la holografía analógica para evitar muchos escollos comunes asociados con el registro de hologramas Denisyuk a todo color; también puede proporcionar un enfoque para aprender a usar materiales holográficos y productos químicos de halogenuros de plata definitivos para obtener resultados confiables y reproducibles.
Protocol
Representative Results
Discussion
Tradicionalmente, la película stop-motion utiliza marionetas o modelos de arcilla. Para evitar el movimiento y obtener una imagen brillante en el momento de la grabación del holograma, se elige un conjunto de caracteres y fondos impresos en 3D. Además, los diferentes elementos se fijan firmemente y sin tensión en la caja. Si un elemento se fija con restricción o se mueve durante la grabación, aparecerá negro o flecos en el holograma final. La impresión 3D es una nueva herramienta muy interesante para crear modelo…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
La presente investigación fue realizada por la Beca de Investigación de la Universidad de Kwangwoon en 2019.
Materials
| Black marker | Monami | Magic Cap | |
| FDM monochrome 3D printer | Anet | A8 | |
| Holographic bleach | Ultimate Holography | BLEACH-1L | Non-toxic |
| Holographic developer | Ultimate Holography | REV-U08-1.2 | Non-toxic |
| Holographic plates | Ultimate Holography | U04P-VICOL-4X5 | Light-sensitive |
| Laser (DPSS 532 nm 100 mW) | Cobolt | Samba | Follow safety practices |
| Laser (DPSS 473 nm 50 mW) | Cobolt | Blue | Follow safety practices |
| Laser (HeNe 633 nm 21 mW) | Thorlabs | HNL210L | Follow safety practices |
| Laser power meter | Sanwa | LP1 | |
| Matte black spray paint | Plasti-kote | 3101 | |
| Microscope objective | Edmund Optics | 40X 0.65 NA | |
| Pinhole | Edmund Optics | 10 μm | |
| Spatial Filter Movement | Edmund Optics | 39-976 | |
| UV glue | Vitralit | 6127 | Use gloves |
| Wetting agent | Kodak | Photo-Flo | |
| White PLA filament | Hatchbox | PLA-1KG1.75-BLK | |
| X-cube | Edmund Optics | 54-823 |
References
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