Los colores de un CD parte IV: Un CD muy de cerca

En las entrada anteriores he comentado algunos de los efectos colaterales del hecho de que la superficie de un CD esté hecha de multitud de pequeños agujeros, o pits. Pero ¿pueden llegar a verse esos agujeros?.

Veamos. La anchura de los pits es de unos 500 nm, o media micra. Esto es, media milésima de milímetro. Recordemos que la longitud de onda de la luz verde, que está en el medio del espectro visible, es de precisamente de ese orden. Eso quiere decir que estaríamos cerca del límite teórico de lo que es observable con luz visible. No es que nuestros ojos, lupas o microscopios no tengan suficiente calidad como para ver cosas tan pequeñas, es que el mundo es borroso por debajo de ese límite. Intentémoslo de todos modos.

El poder de resolución del ojo humano está en torno a una décima de milímetro, así que está claro que habrá que aumentar la imagen un poco. Esto es, más o menos, lo máximo que podemos aspirar a ver a simple vista:


Probemos ahora con un microscopio. He utilizado un microscopio bastante decente que compré en Lidl (¡sí, ese Lidl!). Algún día escribiré una entrada acerca él, ya que es probablemente el microscopio con mejor relación calidad-precio que se puede conseguir. Para hacer las fotografías he montado mi nueva y flamante cámara Canon EOS 350D sobre un trípode, de forma que el objetivo apunte directamente al ocular del microsopio. Nada de foco primario ni montajes complejos. La luz proviene de una lámpara de mesa colocada sobre el CD, iluminando lateralmente. La lámpara es de bajo consumo para no calentar demasiado el CD y el microscopio (en cierta ocasión tuve una mala experiencia con una halógena). Es importante que la luz incida más o menos perpendicularmente a la dirección de las pistas, ya que en caso contrario apenas se pueden distinguir detalles.

Para empezar utilizo el objetivo de 4x y el ocular de 10x en el microscopio, lo que nos daría 40 aumentos. La cámara tiene el zoom al máximo, por lo que aumenta algo más la imagen.


Ya se puede ver un fino granulado. Esto me sorprendió, ya que observando con el ojo en el ocular apenas se podía distinguir nada. He apuntado el microscopio hacia una zona del disco que contiene detalles visibles para facilitar en enfoque.

Más trucos: la imagen es en blanco y negro porque me he quedado únicamente con el canal verde de la fotografía en color. Esto lo he hecho por dos razones. Por un lado, para evitar la aberración cromática que inevitablemente produce la óptica del microscopio, y por otro, porque en las cámaras digitales el canal verde proporciona una mejor calidad de imagen (mejor relación señal-ruido) que el rojo o el azul. También existe algo de aberración esférica, por lo que los bordes han sido recortados para mejorar el aspecto. Por último, he sacado la foto en formato raw y posteriormente he aumentado el contraste forzando un poco los niveles de gris, así se aprecian mejor las diferencias entre las pistas de datos y el metal liso.

Más aumentos. Ahora con el objetivo de 10x:


Ya se aprecia claramente el mar de pits y lands. Uno se da cuenta de lo realmente pequeños que son. Si pudiésemos desenrollar la pista espiral de un CD, abarcaría una longitud de unos 6 kilómetros. Casi nada.

Aumentando aún más, óptica y digitalmente, llegan a apreciarse perfectamente los pits y lands individuales:


Es lo máximo que se puede hacer con este microscopio, pero me atrevo a decir que es también prácticamente lo máximo que puede lograrse con cualquier microscopio óptico. Es cierto que podemos aumentar algo más la resolución si iluminamos con luz violeta o ultravioleta cercano, pero no mucho más.

Si queremos más detalle tendremos que utilizar otras técnicas, como la microscopía electrónica. La longitud de onda de los electrones acelerados es mucho menor que la de la luz visible, por lo que estos aparatos logran observar detalles miles de veces más pequeños. Como comparación, a continuación se puede ver una imagen de un CD tomada mediante un microscopio electrónico de barrido.



Todo lo anterior es cierto para un CD original fabricado por estampado, pero no para un CD grabable (CD-R), como los que usamos para grabar música en MP3. En este caso no hay pits ni lands, sino un único surco en espiral utilizado para guiar al láser durante la grabación. La siguiente imagen muestra un pequeño fragmento de un área ya grabada. Se pueden apreciar los "bits" de información como pequeños abultamientos en las líneas.


He intentado también fotografiar los pits de un DVD original, pero no he llegado a obtener más que un granulado informe. Realmente he llegado al límite de resolución del microscopio.

Por último y para hacerse una mejor idea de las dimensiones del asunto, aquí va un montaje con toda la secuencia de ampliaciones y sus escalas comparadas (pincha en ella para agrandar):




Con esta entrada finalizo esta serie de entradas acerca de la estructura de los discos ópticos. Eso no quiere decir que no se puedan hacer más cosas interesantes con ellos, pero prefiero introducir un poco de variedad al blog. Quizá más adelante.