Las teorías que posibilitaron el desarrollo del holograma fueron formuladas por primera vez a finales de los años cuarenta por Denis Gabor, concebidas para mejorar el microscopio electrónico, artefacto primitivo e imperfecto en su tiempo. Sugirió que que se podría aumentar la resolución de este si en vez de almacenar directamente imágenes se expusiera la película fotográfica a los patrones de luz difractado ( filtrados a través o reflejados de) por el tejido que quiere examinarse.
Su sugerencia se formulo matemáticamente, mediante unas ecuaciones conocidas como las "transformadoras o transformada de Fourier" inventadas por un matemático francés del siglo XVIII llamado Jean B. J. Fourier. Lo que este invento fue la forma matemática de convertir cualquier patrón por complejo que fuera en un lenguaje de ondas simples y como esas mismas ondas podrían transformarse de nuevo en el patrón original.
Una de las cosas que hace posible la holografía es un fenómeno llamado interferencia. La interferencia es un patrón de entrecruzamiento que se produce cuando se cruzan dos o mas ondas, como las ondas del agua, a saber, si tiramos una piedra a un estanque se producen una serie de ondas concéntricas que se extienden hacia el exterior, pero si tiramos dos piedras obtendremos dos juegos de ondas que se extienden y se encuentran atravesandose obteniendo como resultado una organización compleja de crestas y senos conocida como patrón de interferencia. Cualquier fenómeno de ondas similar puede crear un patrón de interferencia, como las ondas lumínicas o las ondas de radio
La propuesta no pudo materializarse físicamente hasta muchos años después, a comienzos de los sesenta, con la invención del láser. Un holograma se produce cuando un rayo láser se divide en dos rayos distintos, al primero se le hace rebotar contra el objeto fotografiado (holografiado?).y el segundo choca con la luz reflejada del primero creandose en la colisión un patrón de interferencia grabado en una placa. Cuando otro rayo láser es proyectado a través de la película una imagen tridimensional del objeto reaparece.
Estas realizaciones físicas evidenciaron que las imágenes de los objetos que inicialmente habían difractado la luz podían reconstruirse fácilmente. Gabor denomino holograma al almacén de patrones de onda porque una de sus características mas interesantes radica en que la información procedente del objeto se distribuye por la superficie de la película fotográfica. Cada punto de luz difractado del objeto se desdibuja y extiende por toda la superficie de la película. A diferencia de lo que sucede en las fotografías normales, cada pequeño fragmento de película holografía contiene toda la información grabada.
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