Hologramas: sellos que pesan mil ‘gigas’

La holografía es una técnica fotográfica que consiste en grabar sobre un soporte sensible a la luz (ya sea papel, ya sean superficies semiconductoras como las memorias flash, o bien plásticos fotosensibles como los de los discos ópticos) una imagen tridimensional. ‘Holos’ significa en griego antiguo ‘completo’.

Para ello se utiliza un rayo laser que graba microscópicamente las imágenes sobre el soporte. De hecho, la holografía fue inventada por el científico húngaro Dennis Gabor en 1947 para mejorar la resolución de los objetos que se observaban en los microscópios electrónicos.

Sin embargo, a partir de los años sesenta la técnica se desarrolló muy rápidamente y pasó a aplicarse a otros usos, como las marcas de autentificación de algunos documentos y billetes, la publicidad y, muy recientmente, han aparecido los discos holográficos, con una gran capacidad de almacenamiento de datos.

La técnica holográfica no es sencilla de explicar, pues sus fundamentos mezclan campos como la óptica, la mecánica cuántica y la electrocinética. Pero puede ejemplificarse comparándo el efecto acústico ‘mono’ (monoaural) con el efecto ‘estéreo’ (estereofónico). En esta línea, cuando el sonido de un reproductor de audio sale por un solo canal (monoaural) con toda su variedad de voces y timbres, el oído humano lo escucha de un modo compacto. Es decir, escucha toda la diversidad del sonido, pero los timbres, tonos y distintas voces le llegan a la vez, dando un efecto plano, como bidimensional.

En cambio, si el mismo sonido se distribuye por dos canales y se procura que uno de los canales llegue al oído con un cierto desfase de tiempo (a veces en cada canal se da más potencia a unos timbres que a otros para aumentar el efecto) la sensación que tendrá el oyente es de ‘volumen’ del sonido, de realismo y tridimensionalidad. Le parecerá (o ese es el objetivo) que la orquesta está en su salón.

Del mismo modo, pero con ondas de luz en lugar de ondas acústicas, funciona la holografía: se lanza la imagen de un objeto sobre una placa fotosensible por dos canales, a base de dividir el rayo láser que la transmite en dos: el primero llega de modo directo a la placa, y lleva toda la información sobre el objeto, mientras que el segundo viaja reflejado desde un espejo de modo indirecto, con lo que llega con cierto desfase (se le conoce como ‘rayo referencial’).

Este desfase hace que al converger los dos rayos en el mismo punto sobre la placa, se produzca una interferencia de ondas. Las ondas son sucesiones de picos y valles irregulares: si las ondas interfirieran en fase, se reforzarían, pero al interferir en desfase, se producen efectos variados. Por un lado, cuando coincidan dos picos o dos valles, las ondas reforzarán la imagen. Por otro, en los lugares intermedios las ondas interfieren restándo potencia a la imagen. Según a la altura de la onda en la que se interfieran, restarán más potencia o menos.

Así, cuando una persona ve un holograma (imagen holográfica), tiene la sensación de estar viendo un objeto real, en tres dimensiones. Esto se debe a que se produce una sensación de distancia entre los distintos puntos del objeto que llegan al ojo. En realidad llegan todos a la vez, pero como varían sus intensisades en función de las interferencias que se hayan producido, se produce un efecto óptico similar a la perspectiva gráfica (donde lo lejano se pinta más pequeño y lo cercano más grande).

Los usos de la técnica holográfica son variados. Inicialmente se diseñó para dar realce a las imágenes de los microscópios electrónicos, durante los años cincuenta. Sin embargo pronto se vio que a una escala más grande, los hologramas tenían interesantes usos por su condición de únicos.

El holograma es una imagen ‘torcida’ (o escorada si se prefiere) debido a que sólo se produce en su forma correcta (la simulación tridimensional del objeto real) cuando el ‘rayo referencial’ llega con un determinado ángulo. Es por ello que el holograma sólo se ve cuando el ojo coincide con dicho ángulo y sólo entonces. En otros ángulos la imagen se pierde en una escala de colores sin forma, de ahí que los hologramas siempre presenten destellos irisados.

El holograma sólo se ve cuando el ojo coincide con un determinado ángulo y sólo entonces

El ángulo correcto depende de muchos factores, como el tipo de placa fotosensible, la forma del objeto, sus colores, su densidad, etcétera. Por lo tanto, si se usa siempre el mismo soporte fotosensible y se graba siempre el mismo holograma en un proceso estandarizado, guardando celósamente las carácterísticas del mismo bajo llave, el holograma es único e intrasferible. Es un sello de autenticidad de la placa que lo soporta.

A poco que se dé vueltas a la imaginación, y al recuerdo de las películas de robos o espías, inmediatamente acuden a la mente varios temas para los que la holografía es una solución: los billetes de banco y los documentos de indentidad de los individuos. Efectivamente, en muchos países (no en España) utilizan hologramas en los documentos de indentidad, pasaportes o licencias de conducción. Puesto que tienen estandarizado en proceso, cualquier falsificacón de uno de estos documentos, por buena que sea, será detectada si no posee el holograma original.

Y falsificar un holograma no es nada sencillo; debe conseguirse exactamente el mismo ángulo del ‘rayo referencial’. Los aparatos que comprueban la autenticidad de un holograma emiten sobre la copia impresa que se desea autentificar una proyección del holograma original para ver si coincide. Si no es así, se mostrarán manchas oscuras en los márgenes del holograma.

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En cuanto a los billetes de banco, pueden verse hologramas en los billetes de 50 euros o superiores, en este caso compuestos, en los que se ve la cifra del billete y una estructura arquitectónica. Otra aplicación muy famosa es la del ‘pajaro de Visa’, el sello de autenticidad de las tarjetas de crédito más populares.

Como se ha explicado, el holograma sólo se ve bien cuando el ojo acierta el ángulo con que incidió el ‘rayo referencial’ al grabarse la imagen sobre el soporte. En otros ángulos, el holograma pierde su volumen hasta aparecer como una imagen plana, o bien hasta desaparecer en una nebulosa irisada. Esta cualidad ha encontrado múltiples usos en las vallas publicitarias mediante lo que se conoce como impresión lenticular.

La tecnología lenticular es una simulación holográfica que utiliza superficies convexas para desfasar la imagen y dar sensación de tridimensionalidad. Todo el mundo ha tenido alguna vez entre sus manos una tarjeta postal lenticular, con superficies surcadas donde, al moverlas, las imágenes cobraban volumen. En este caso la imagen que se desfasa no es la que está grabada en la tarjeta, sino la que llega al ojo desde un relieve irregular.

De modo similar, esta técnica ha sido aplicada a la publicidad combinado diferentes hologramas en un sólo soporte publicitario, de modo que al pasar una persona por delante de una valla publicitaria va corrigiendo el ángulo de visión de la misma a cada paso, y va viendo en cada ángulo un holograma determinado y diferente al anterior. La ventaja de la tecnología lenticular es que elimina las irisaciones, por lo que se mejora la nitidez.

El efecto que se produce al pasar delante de estas vallas es que a medida que se va caminando muestran diferentres anuncios, o incluso mutaciones sobre una misma imagen, como si ésta estuviera animada. En realidad, lo que hace la impresión lenticular es grabar todos los hologramas sobre el mismo soporte, pero sólo se ve cada uno en su ángulo correspondiente.

La holografía también se puede emplear para el almacenamiento masivo de datos de un modo similar al que se emplea en el almacenamieto en discos ópticos. Si en el caso de estos últimos la técnica consistía en incidir con un rayo láser sobre la superficie de un disco hecho con un plástico fotosensible teñido, de modo que se creaban zonas transparentes donde el láser tocaba y zonas opacas donde no lo hacía (así se grababa la información en lenguaje binario), en los discos holográficos el láser incide en todo el volumen del disco y no sólo en la superficie.

Esto se debe a que, como se ha explicado, la técnica holográfica crea una interferencia de rayos desfasados que genera zonas de distinta potencia lumínica. Esta ‘escala’ de intensidades de luz (que se traduciría en una ‘escala de transparencias’ en el disco) es mucho más rica en información que el simple rayo láser bidimensional, y puede ser aprovechada para grabar información en toda la profundidad del polímero plástico del disco, con lo que la capacidad de almacenamiento de un disco holográfico estará muy por encima de la de cualquier CD o DVD.

Hace muy pocas semanas apareció en los medios la noticia de que varias compañías de fabricación de discos ópticos acababan de lanzar el primer disco holográfico al mercado, con una capacidad de almacenamiento de 300 Gigabytes y una velocidad de transferencia de datos de 20 Megabits por segundo.

En realidad este producto lanzado por el gigante Maxel-Hitachi junto a InPhase Technologies (empresa química perteneciente a Bayer, que es la que se ha encargado de diseñar el polímero plástico del disco) es un primer producto piloto. Se dice que el límite de almacenamiento puede estár en los 1,6 Terabites y la velocidad de trasferencia puede ser de varios cientos de ‘megas’ por segundo.

Hay otras compañías implicadas en la ‘HVD Aliance’ (Alianza del ‘disco holográfico versátil’), todas ellas interesadas en ofrecer un producto que compita con los nuevos formatos Blu-Rayy HD-DVD, capaces de un almacenamiento mucho menor. Pero la realidad es que tanto Blu-Ray como HD-DVD ya tienen un formato viable en el mercado, mientras que el disco holográfico es todavía un proyecto con algunas lagunas.

Una de ellas es que el láser que graba la información en el disco tiene que tener la potencia de un vatio, lo cual parece ser demasiado para los equipos domésticos. Tal vez por eso, y por otros factores, launidad lectora y grabadora de discos holográficos que se ha diseñado para los discos de Maxel/InPhase cuesta 15.000 dólares, mientras que cada disco vale 100 dólares (una cantidad bastante razonable si se tiene en cuenta lo que cuesta un disco duro de las mismas capacidades).

Los analistas apuntan en que para abaratar el hardware y hacerlo accesible al mercado de consumo masivo, InPhase tiene que encontrar algún tipo de polímero más fotosensible que el actual, de modo que se adapte a los lectores domésticos. Por descontado, el disco holográfico es incompatible con los lectores de CD y DVD y, de momento, se piensa en él como un útil para la digitalización de grandes bases de datos, como bibliotecas o administraciones.