துருவப்படுத்தப்பட்ட ஆப்டிகல் பாதை வடிவமைப்பின் விரிவான பகுப்பாய்வு

கூறு கொள்கைகள் முதல் ஜோன்ஸ் மெட்ரிக்குகள் வரை, மற்றும் அழிவு விகிதக் கட்டுப்பாடு முதல் மன அழுத்தத்தால் தூண்டப்பட்ட பைர்பிரிங்க்ஸ் வரை - இந்தக் கட்டுரை துருவமுனைப்பு ஆப்டிகல் பாதை வடிவமைப்பின் முக்கிய தர்க்கத்தை முழுமையாக விளக்குகிறது.

ஒளியியல் அமைப்புகளுடன் பணிபுரியும் எவருக்கும் துருவமுனைப்பு ஒரு 'அமைதியான கொலையாளி' என்பதை அறிவார்கள்.

உங்களின் உன்னிப்பாக வடிவமைக்கப்பட்ட இமேஜிங் சிஸ்டம் இதற்கு மாறாக விவரிக்க முடியாத வீழ்ச்சியைச் சந்திக்கிறது; உங்கள் கவனமாக சீரமைக்கப்பட்ட இன்டர்ஃபெரோமீட்டர் சரியாகத் தோன்றாத விளிம்புகளை உருவாக்குகிறது; துருவமுனைப்பு நீங்கள் குறிப்பிட்ட மாற்றத்தை உண்மையான ஒளியியல் பாதையில் ஒருங்கிணைத்தவுடன் கூறுகிறது-பெரும்பாலும், இந்த சிக்கல்கள் துருவமுனைப்பிலிருந்து உருவாகின்றன.

வடிவியல் ஒளியியல் போலல்லாமல், துருவமுனைப்பு ஒளியியல் என்பது 'நீங்கள் எதைப் பார்க்கிறீர்களோ அதுவே உங்களுக்குக் கிடைக்கும்' என்பதல்ல. இது ஒளி அலைகளின் அலைவு திசையிலும், ஒவ்வொரு கண்ணாடி உறுப்புகளின் அழுத்தப் பரவலும் மற்றும் நீங்கள் சாதாரணமாக இறுக்கிய திருகுக்குக் கூட முறுக்குவிசையிலும் மறைந்திருக்கும்.

இன்று, துருவமுனைப்பு ஆப்டிகல் சிஸ்டம் வடிவமைப்பின் நான்கு முக்கிய தூண்களை நாங்கள் முறையாக உடைப்போம்: துருவமுனைப்பு கூறுகளின் கொள்கைகள் மற்றும் தேர்வு, ஜோன்ஸ் மேட்ரிக்ஸ் மாடலிங், அழிவு விகிதக் கட்டுப்பாடு மற்றும் மன அழுத்தத்தால் தூண்டப்பட்ட பைர்பிரிங்ஸின் தாக்கம்.

இது நடைமுறை, கடினமான அடிப்படை அறிவு பொறியியல் பயிற்சிக்கு நேரடியாகப் பொருந்தும்.

போலரைசேஷன் ஆப்டிகல் கூறுகள்: கோட்பாடுகள் மற்றும் தேர்வு

நடைமுறையில், துருவப்படுத்தப்பட்ட ஆப்டிகல் பாதை மிகவும் எளிமையானது.

துருவப்படுத்தப்பட்ட ஒளியியல் பாதையின் 'கட்டுமானத் தொகுதிகள்' நான்கு கூறுகளை மட்டுமே கொண்டுள்ளது: நேரியல் துருவமுனைப்பான்கள், கால்-அலை தட்டுகள், அரை-அலை தகடுகள் மற்றும் துருவமுனைப்பு பீம் பிரிப்பான்கள் (பிபிஎஸ்). சரியானவற்றைத் தேர்ந்தெடுங்கள், மேலும் கணினி செயல்திறன் இரட்டிப்பாகிறது; தவறானவற்றைத் தேர்ந்தெடுங்கள்.

அவற்றை ஒவ்வொன்றாகப் பார்ப்போம்.

நேரியல் போலரைசர்

ஒரு நேரியல் துருவமுனைப்பானின் செயல்பாட்டை ஒற்றை வாக்கியத்தில் சுருக்கமாகக் கூறலாம்: இது எந்த துருவமுனைப்பு நிலையின் ஒளியிலிருந்தும் ஒரு குறிப்பிட்ட திசையில் நேரியல் துருவப்படுத்தப்பட்ட ஒளியைப் பிரித்தெடுக்கிறது.

கொள்கையளவில், ஒரு துருவமுனைப்பானது, ஒரு குறிப்பிட்ட அதிர்வு திசையுடன் கூடிய ஒளியை மட்டும் கடந்து செல்ல, செங்குத்து கூறுகளை உறிஞ்சி அல்லது பிரதிபலிக்கும் போது இருகுரோயிசம் அல்லது தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட பிரதிபலிப்பு போன்ற வழிமுறைகளைப் பயன்படுத்துகிறது.

ஒரு துருவமுனைப்பைத் தேர்ந்தெடுக்கும்போது மூன்று முக்கிய அளவுருக்களில் கவனம் செலுத்துங்கள்:

டிரான்ஸ்மிட்டன்ஸ்: ஒரு சிறந்த துருவமுனைப்பானது நேரியல் துருவப்படுத்தப்பட்ட ஒளிக்கு 50% பரிமாற்றத்தைக் கொண்டுள்ளது (இயற்கை ஒளி நிகழ்வுகளால்), உண்மையான சாதனங்கள் 80% முதல் 95% வரை இருக்கும். அதிக பரிமாற்றம் என்றால் குறைந்த ஆப்டிகல் ஆற்றல் இழப்பு.

அழிவு விகிதம்: இது துருவமுனைப்பானின் வரையறுக்கும் பண்பு. உயர்தர மெல்லிய-பட துருவமுனைப்பாளர்கள் 10⁴:1 முதல் 10⁵:1 வரையிலான விகிதங்களை அடையலாம், அதே சமயம் Glan-Taylor prisms 10⁵:1 ஐ விட அதிகமாக இருக்கும். போதுமான அழிவு விகிதம் இல்லாமல், எந்த அடுத்தடுத்த துருவமுனைப்பு கட்டுப்பாடும் அர்த்தமற்றது.

ஸ்பெக்ட்ரல் ரேஞ்ச்: அயோடின் அடிப்படையிலான துருவமுனைப்பு, அகச்சிவப்பு நிறமாலைக்கு அருகில் தெரியும் பகுதியை உள்ளடக்கியது; டைக்ரோயிக் தைன்-ஃபிலிம் போலரைசர்கள் 2000 nmக்கு அப்பால் நீட்டிக்க முடியும். புற ஊதா வரம்பிற்கு சிறப்பு பூச்சுகள் அல்லது கால்சைட் ப்ரிஸம் தேவைப்படுகிறது.

தேர்வு ஆலோசனை : அதிக துல்லியம் தேவைப்படும் அமைப்புகளுக்கு (போலரைசேஷன் இன்டர்ஃபெரோமெட்ரி அல்லது எலிப்சோமெட்ரி போன்றவை), படிக ப்ரிஸம் போலரைசர்களுக்கு முன்னுரிமை கொடுங்கள்; செலவு உணர்திறன் அல்லது இட-கட்டுப்படுத்தப்பட்ட அமைப்புகளுக்கு, மெல்லிய-பட துருவமுனைப்புகளைத் தேர்ந்தெடுக்கவும். இருப்பினும், மெல்லிய-பட துருவமுனைப்பான்களின் அழிவு விகிதம் வெப்பநிலை மற்றும் ஈரப்பதத்திற்கு உணர்திறன் மற்றும் காலப்போக்கில் சிதைவடைகிறது என்பதை நினைவில் கொள்ளுங்கள், எனவே அவ்வப்போது அளவுத்திருத்தம் அவசியம்.

கால்-அலை தட்டு

கால்-அலை தகடு π/2 (அதாவது அலைநீளத்தின் கால் பகுதி) கட்ட மாற்றத்தை அறிமுகப்படுத்துகிறது.

அதன் முதன்மை செயல்பாடு நேரியல் துருவப்படுத்தப்பட்ட ஒளி மற்றும் வட்ட அல்லது நீள்வட்ட துருவப்படுத்தப்பட்ட ஒளிக்கு இடையில் மாற்றுவதாகும்.

நிகழ்வு நேரியல் துருவப்படுத்தப்பட்ட ஒளி அலைத் தட்டின் வேகமான அச்சுக்கு 45° இல் அமைந்திருக்கும் போது, ​​வெளிப்படும் ஒளி வட்டமாக துருவப்படுத்தப்படுகிறது; கோணம் 45° இலிருந்து விலகினால், அது நீள்வட்டமாக துருவப்படுத்தப்படும்.

இந்த 45° சீரமைப்புப் படியானது துருவமுனைப்பு ஒளியியல் பாதையை சீரமைப்பதில் மிகவும் பிழையான பகுதியாகும்.

முக்கிய தேர்வு அளவுருக்கள்:

பேஸ் ரிடார்டேஷன் துல்லியம்: ஜீரோ-ஆர்டர் அலைவரிசைகள் அலைநீளம் மற்றும் வெப்பநிலை ஏற்ற இறக்கங்களுக்கு குறைந்த உணர்திறனை வழங்குகின்றன, அவை உயர்-துல்லிய அமைப்புகளுக்கு விருப்பமான தேர்வாக அமைகின்றன; பல-வரிசை அலைவரிசைகள் மலிவானவை ஆனால் குறிப்பிடத்தக்க வெப்ப சறுக்கலால் பாதிக்கப்படுகின்றன.

தெளிவான துளை: வேவ் பிளேட் பொருள் (குவார்ட்ஸ், மைக்கா அல்லது பாலிமர்) துளை அளவை தீர்மானிக்கிறது. குவார்ட்ஸ் பூஜ்ஜிய-வரிசை அலைவரிசைகள் பொதுவாக 25 மிமீக்கு மேல் துளைகளைக் கொண்டிருக்கவில்லை, அதேசமயம் பாலிமர் அலைவரிசைகள் 50 மிமீக்கு மேல் இருக்கும்.

அலைநீளப் பொருத்தம்: கால்-அலை தட்டுகள் அலைநீள உணர்திறன் சாதனங்கள்; வடிவமைப்பு அலைநீளத்திற்கு வெளியே பயன்படுத்தப்படும் போது கட்ட பின்னடைவு π/2 இலிருந்து விலகுகிறது. பிராட்பேண்ட் அமைப்புகளுக்கு, வண்ணமயமான அலைவரிசைகளைக் கருத்தில் கொள்ள வேண்டும்.

அரை அலை தட்டு

ஒரு அரை-அலை தட்டு π இன் கட்ட மாற்றத்தை அறிமுகப்படுத்துகிறது, இது நேரியல் துருவப்படுத்தப்பட்ட ஒளியின் அதிர்வு திசையை சுழற்ற உதவுகிறது. சம்பவ நேரியல் துருவப்படுத்தப்பட்ட ஒளி மற்றும் வேகமான அச்சுக்கு இடையே உள்ள கோணம் θ ஆக இருக்கும்போது, ​​வெளியீட்டு ஒளியின் துருவமுனைப்பு திசை 2θ ஆல் சுழற்றப்படுகிறது.

இந்த '2θ' உறவு அரை-அலை தட்டின் மிக முக்கியமான பண்பு, பின்வருவனவற்றைக் குறிக்கிறது:

வேகமான அச்சு 45° இல் சீரமைக்கப்படும் போது, ​​துருவமுனைப்பு திசையானது 90° ஆல் சுழலும்-கிடைமட்ட துருவமுனைப்பை செங்குத்து துருவமுனைப்பாக மாற்றுகிறது-PBS உடன் பயன்படுத்தும்போது 'துருவமுனைப்பு புரட்டுதல்' செயல்பாட்டை செயல்படுத்துகிறது.

வேக-அச்சு கோணம் தொடர்ந்து சுழலும் போது, ​​துருவமுனைப்பு திசை தொடர்ந்து மாறுகிறது - இது மாறி ஆப்டிகல் அட்டென்யூட்டர்கள் மற்றும் துருவமுனைப்பு கட்டுப்படுத்திகளுக்குப் பின்னால் உள்ள அடிப்படைக் கொள்கையாகும்.

ஃபைபர்-ஆப்டிக் தகவல்தொடர்புகளில், ஃபைபர் வளைவினால் ஏற்படும் துருவமுனைப்பு நிலையில் ஏற்படும் மாற்றங்களை ஈடுசெய்ய அரை-அலை தட்டுகள் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, குறிப்பாக இந்த சுழற்சி பண்புகளை மேம்படுத்துவதன் மூலம்.

பிபிஎஸ் (போலரைசிங் பீம் ஸ்ப்ளிட்டர்)

துருவப்படுத்தப்பட்ட ஒளியியல் பாதையில் பிபிஎஸ் ஒரு முக்கிய அங்கமாகும்: இது துருவமுனைப்பின் அடிப்படையில் சம்பவ ஒளியை இரண்டு கற்றைகளாகப் பிரிக்கிறது, பி-துருவப்படுத்தப்பட்ட ஒளியைக் கடத்துகிறது மற்றும் எஸ்-துருவப்படுத்தப்பட்ட ஒளியைப் பிரதிபலிக்கிறது.

இரண்டு பொதுவான கட்டமைப்புகள் உள்ளன:

மெல்லிய-பட துருவமுனைப்பு பீம்ஸ்ப்ளிட்டர்: கனசதுர ப்ரிஸத்தின் ஹைப்போடென்யூஸில் பல அடுக்கு மின்கடத்தா பூச்சு உள்ளது. நன்மைகள்: சிறிய அமைப்பு மற்றும் பெரிய துளை; குறைபாடுகள்: அழிவு விகிதம் பொதுவாக 100:1 முதல் 1000:1 வரை இருக்கும், மேலும் இது அதிக கோண உணர்திறனை வெளிப்படுத்துகிறது.

போலரைசிங் பீம்ஸ்பிளிட்டிங் ப்ரிஸம் (எ.கா., மேக்நீல் வகை): ப்ரூஸ்டர் கோண நிலையைப் பயன்படுத்தி அதிக அழிவு விகிதத்தை அடைகிறது. உயர்தர கூறுகள் 10⁴:1 ஐ விட அழிவு விகிதங்களை அடையலாம்.

ஜோன்ஸ் மெட்ரிசஸ்: துருவமுனைப்பு நிலைகளின் கணித மொழி

துருவமுனைப்பு ஒளியியல் வடிவமைப்பில் ஜோன்ஸ் மெட்ரிக்குகள் இன்றியமையாதவை.

அவை துருவமுனைப்பு நிலைகள் மற்றும் துருவமுனைப்பு உறுப்புகளின் நடத்தை ஆகியவற்றை விவரிக்கப் பயன்படுத்தப்படும் கணிதக் கருவிகள், அணி பெருக்கல் மூலம் துருவப்படுத்தப்பட்ட ஒளியியல் பாதைகளின் 'சங்கிலி கணக்கீடுகளை' செயல்படுத்துகிறது.

ஜோன்ஸ் வெக்டர்: துருவமுனைப்பு நிலையை விவரிக்கிறது

துருவப்படுத்தப்பட்ட ஒளிக்கற்றையின் நிலை இரு பரிமாண ஜோன்ஸ் திசையன் மூலம் விவரிக்கப்படுகிறது:

அவற்றில், Ex மற்றும் Ey இரண்டு ஆர்த்தோகனல் கூறுகளின் வீச்சுகள், மேலும் δx மற்றும் δy ஆகியவை அந்தந்த கட்டங்களாகும்.

பல பொதுவான துருவமுனைப்பு நிலைகளின் ஜோன்ஸ் திசையன்கள்:

கிடைமட்ட நேரியல் துருவமுனைப்பு: [1; 0]

செங்குத்து நேரியல் துருவமுனைப்பு: [0; 1]

45° நேரியல் துருவமுனைப்பு: [1; 1] / √2

வலது கை வட்ட துருவமுனைப்பு: [1; -i] / √2

இடது கை வட்ட துருவமுனைப்பு: [1; +i] / √2

கூறுகளின் ஜோன்ஸ் அணி

ஒவ்வொரு துருவமுனைப்பு உறுப்பும் 2×2 அணிக்கு ஒத்திருக்கிறது, மேலும் உறுப்பு வழியாக ஒளி செல்லும் செயல்முறையானது ஒரு திசையன் மேட்ரிக்ஸின் பெருக்கத்தால் குறிப்பிடப்படுகிறது:

நான்கு முக்கிய கூறுகளுக்கான ஜோன்ஸ் மெட்ரிக்குகள்:

நேரியல் துருவமுனைப்பான் (x-திசையுடன் பரிமாற்ற அச்சு):

Px = [ 1 0 ; 0 0 ]

பரிமாற்ற அச்சு x அச்சுடன் θ கோணத்தை உருவாக்கும் போது:

P(θ) = [ cos⊃2;θ cosθ·sinθ ; cosθ·sinθ sin⊃2;θ ]

காலாண்டு-அலை தட்டு (x-திசையில் வேகமான அச்சு, கட்ட பின்னடைவு δ = π/2):

QWP = [ 1 0 ; 0 -i ] = [ 1 0 ; 0 e-iπ/2 ]

அரை-அலை தட்டு (x-திசையுடன் கூடிய வேகமான அச்சு, கட்ட பின்னடைவு δ = π):

HWP = [ 1 0 ; 0 -1 ] = [ 1 0 ; 0 e-iπ ]

அலைத் தட்டின் வேகமான அச்சு x- அச்சுடன் θ கோணத்தை உருவாக்கும் போது, ​​பொதுவான சுழற்சி மாற்றம்:

M(θ) = R(-θ) · M(0) · R(θ)

R(θ) இல் = [ cosθ -sinθ ; sinθ cosθ ]

பிபிஎஸ் (சிறந்த சூழ்நிலை):

பிபிஎஸ் டிரான்ஸ்மிட்டன்ஸ் =[ 1 0 ; 0 0 ]

பிபிஎஸ் பிரதிபலிப்பு =[ 0 0 ; 0 1 ]

ஆப்டிகல் பாதைகளின் சங்கிலி கணக்கீடு

பல துருவமுனைப்பு கூறுகள் தொடரில் இணைக்கப்படும் போது, ​​மொத்த அணி என்பது தலைகீழ் வரிசையில் உள்ள தனிப்பட்ட உறுப்பு மெட்ரிக்ஸின் தயாரிப்பு ஆகும்:

M_total = M_n · M_{n-1} · ··· · M_2 · M_1

மேட்ரிக்ஸ் பெருக்கல் என்பது பரிமாற்றம் அல்ல என்பதை இங்கு கவனிக்க வேண்டியது அவசியம்; துருவமுனைப்புகளின் வரிசையை மாற்றுவது முற்றிலும் மாறுபட்ட முடிவுகளைத் தரும். துருவமுனைப்பு அடிப்படையிலான ஒளியியல் பாதைகள் மற்றும் நிலையான வடிவியல் ஒளியியல் பாதைகளை வடிவமைப்பதில் உள்ள முக்கிய வேறுபாட்டை இது குறிக்கிறது - கூறுகளின் வரிசையை தன்னிச்சையாக ஒழுங்கமைக்க முடியாது.

இங்கே ஒரு நடைமுறை உதவிக்குறிப்பு: ஒரு கணினியை வடிவமைக்கும் போது, ​​ஜோன்ஸ் மெட்ரிக்குகளைப் பயன்படுத்தி ஒரு கணக்கீட்டு மாதிரியை உருவாக்குவது நல்லது (இது பைதான் அல்லது MATLAB குறியீட்டின் சில டஜன் வரிகளில் செயல்படுத்தப்படலாம்) அமைப்பை உடல் ரீதியாக இணைக்கும் முன் உருவகப்படுத்துதல்களை இயக்க வேண்டும். பல அலைவரிசைகள் மற்றும் துருவப்படுத்துதல் பீம் ஸ்ப்ளிட்டர்கள் (பிபிஎஸ்) ஆகியவற்றை உள்ளடக்கிய சிக்கலான அமைப்புகளுக்கு இது மிகவும் முக்கியமானது, அங்கு கையேடு கணக்கீடுகள் பிழைக்கு அதிக வாய்ப்புள்ளது. உருவகப்படுத்துதல் இயங்கியதும், துருவமுனைப்பு நிலையின் பரிணாமப் பாதை உடனடியாகத் தெளிவாகிறது.

அழிவு விகிதக் கட்டுப்பாடு: துருவமுனைப்பு அமைப்புகளின் உயிர்நாடி

அழிவு விகிதம் (ER) என்பது துருவமுனைப்பு அமைப்புகளின் செயல்திறனை மதிப்பிடுவதற்கான ஒரு முக்கிய அளவீடு ஆகும், இது இரண்டு ஆர்த்தோகனல் துருவமுனைப்பு கூறுகளின் பரிமாற்றங்களின் விகிதமாக வரையறுக்கப்படுகிறது:

ER = Tmax / Tmin

அதிக அழிவு விகிதம், துருவமுனைப்பு தூய்மை சிறந்தது. இருப்பினும், நடைமுறை அமைப்புகளில், அழிவு விகிதம் பல்வேறு காரணிகளால் 'அரிக்கப்பட்ட'.

அடுக்கடுக்கான அழிவு விகிதத்தின் சிதைவு

பல துருவமுனைப்பு கூறுகள் தொடரில் வைக்கப்படும் போது, ​​கணினியின் மொத்த அழிவு விகிதம் தனிப்பட்ட கூறுகளின் அழிவு விகிதங்களின் எளிய கூட்டுத்தொகை அல்ல.

அடுக்கடுக்கான துருவமுனைப்புகளுக்கு, தோராயமான சூத்திரம்:

1/ER_system ≈ 1/ER₁ + 1/ER₂ + ··· + 1/ERₙ

கணினியின் அழிவு விகிதம் மோசமான செயல்திறன் கொண்ட கூறுகளால் ஆதிக்கம் செலுத்துகிறது என்பதை இது குறிக்கிறது.

நீங்கள் 10⁵:1 அழிவு விகிதத்துடன் ஒரு துருவமுனைப்பைப் பயன்படுத்தினால், அதைத் தொடர்ந்து 100:1 விகிதத்துடன் PBS ஐப் பயன்படுத்தினால், கணினியின் அழிவு விகிதம் 100:1 மட்டுமே இருக்கும்.

எனவே, கூறுகளைத் தேர்ந்தெடுப்பதற்கான அடிப்படைக் கொள்கை என்னவென்றால், இடையூறு மேல் வரம்பைத் தீர்மானிக்கிறது. ஒரு குறிப்பிட்ட பகுதியில் அதிக செயல்திறனுக்காக பாடுபடுவதை விட, குறைந்த அழிவு விகிதத்தைக் கொண்ட கூறுகளுக்கு உங்கள் பட்ஜெட்டை ஒதுக்குவது மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும்.

கோண சீரமைப்பு பிழை

துருவமுனைப்பாளர்களின் பரிமாற்ற அச்சுகளின் கோண தவறான சீரமைப்பு அழிவு விகிதத்தை நேரடியாகக் குறைக்கிறது.

இரண்டு துருவமுனைப்பான்கள் சிறந்த முறையில் (ஆர்த்தோகனல்) கடக்கப்படும்போது அழிவு விகிதம் அதிகரிக்கப்படுகிறது, ஆனால் ஒரு கோண விலகல் Δθ கசிவை அறிமுகப்படுத்துகிறது:

ER_actual ≈ ER_ideal · cos⊃2;(Δθ) + sin⊃2;(Δθ) ≈ 1/Δθ⊃2; (ER_ideal மிக அதிகமாக இருக்கும் போது)

இதை முன்னோக்கில் வைக்க: வெறும் 1° கோண விலகல், அழிவு விகிதத்தை 10⁵:1 முதல் தோராயமாக 3300:1 வரை குறைக்கிறது.

உயர் துல்லிய அமைப்புகளில், கோண சீரமைப்புத் தேவைகள் பொதுவாக 0.1°க்குள் இருக்கும், துல்லியமான சுழற்சி மவுண்ட்கள் அல்லது ஆப்டிகல் பிணைப்பு வழியாக சரிசெய்தல் தேவைப்படுகிறது.

அழிவு விகிதத்தை மேம்படுத்துவதற்கான நடைமுறை முறைகள்

இரட்டை துருவமுனைப்பான்களின் தொடர் உள்ளமைவு: 10⊃3;:1 என்ற அழிவு விகிதத்தில் இரண்டு துருவமுனைப்புகளை வைப்பது, கோட்பாட்டளவில் அழிவு விகிதத்தை 10⁶:1 ஆக உயர்த்தலாம், இது பரிமாற்றத்தில் தோராயமாக 50% குறையும்.

உயர்-அழிவு-விகித ப்ரிஸம்களின் பயன்பாடு: க்ளான்-டெய்லர் அல்லது க்ளான்-லேசர் ப்ரிஸங்கள் 10⁵:1 முதல் 10⁶:1 வரை அழிவு விகிதங்களை வழங்குகின்றன, அவை துல்லியமான அளவீட்டு அமைப்புகளுக்கு ஏற்றதாக அமைகின்றன.

இழப்பீட்டுத் தகடு திருத்தம்: எஞ்சியிருக்கும் சிஸ்டம் பைர்ஃப்ரிங்கன்ஸை ரத்துசெய்ய ஆப்டிகல் பாதையில் சரிசெய்யக்கூடிய அலைவரிசையைச் செருகி, அதன் மூலம் அழிவு விகிதத்தை அளவின் வரிசையால் மேம்படுத்துகிறது.

லாக்-இன் கண்டறிதல்: பண்பேற்றப்பட்ட துருவமுனைப்பு அமைப்புகளுக்கு, லாக்-இன் பெருக்கத்துடன் இணைந்து எலக்ட்ரோ-ஆப்டிக் மாடுலேஷனைப் பயன்படுத்துவது பலவீனமான துருவமுனைப்பு சமிக்ஞைகளைப் பிரித்தெடுக்க அனுமதிக்கிறது, இது கண்டறிதல் அழிவு விகிதத்தை திறம்பட மேம்படுத்துகிறது.

ஸ்ட்ரெஸ் பைர்பிரிங்ன்ஸ்: கண்ணுக்குத் தெரியாத துருவமுனைப்பு கொலையாளி

நீங்கள் எல்லாவற்றையும் சரியாகச் செய்திருந்தால்-சிறந்த துருவமுனைப்பைத் தேர்ந்தெடுத்தல், கோணத்தை சீரமைத்தல் மற்றும் ஜோன்ஸ் மேட்ரிக்ஸைக் கணக்கிடுதல்-இருப்பினும் அழிவு விகிதம் இன்னும் மேம்படத் தவறினால், மன அழுத்தத்தால் தூண்டப்பட்ட இருமுனையினால் குற்றவாளியாக இருக்கலாம்.

மன அழுத்தத்தால் தூண்டப்பட்ட இருமுனைப்பு என்றால் என்ன?

ஒளியியல் பொருட்கள் இயந்திர அழுத்தத்திற்கு உட்படுத்தப்படும் போது, ​​அவற்றின் ஒளிவிலகல் குறியீடு அனிசோட்ரோபிக் ஆகிறது; இந்த நிகழ்வு மன அழுத்தத்தால் தூண்டப்பட்ட பைர்பிரிங்ஸ் என்று அழைக்கப்படுகிறது. இதன் விளைவு, அழுத்தப் பரவலைப் பொறுத்து மாறுபடும் பண்புகளுடன், பொருளில் ஒரு அலைவரிசையை 'இலவச' ஒருங்கிணைப்பதற்குச் சமம்.

மன அழுத்தத்தால் தூண்டப்பட்ட பைர்பிரிங்ஸை ஆப்டிகல் பாதை வேறுபாட்டின் மூலம் அளவிட முடியும், Δn·d (நானோமீட்டர்களில் அளவிடப்படுகிறது). வழக்கமான ஆதாரங்கள் அடங்கும்:

லென்ஸ் விளிம்பில் அழுத்தத்தை அழுத்துதல்: லென்ஸ் பீப்பாய் தக்கவைக்கும் வளையத்தை அதிகமாக இறுக்குவது கண்ணாடிக்குள் அழுத்த அழுத்தத்தைத் தூண்டுகிறது, இதன் விளைவாக விளிம்புகளில் உச்ச பைர்பிரிங்ஸ் ஏற்படுகிறது.

வெப்பநிலை சாய்வுகள்: சீரற்ற வெப்பநிலை புலங்கள் வெப்ப அழுத்தத்தை உருவாக்குகின்றன; இது குறிப்பாக உயர்-சக்தி ஒளிக்கு வெளிப்படும் பெரிய துளை லென்ஸ்களில் உச்சரிக்கப்படுகிறது.

பிணைப்பு அழுத்தம்: குணப்படுத்தும் போது ஆப்டிகல் பிசின் சுருங்குவதால் ஏற்படும் மன அழுத்தம், இது குறிப்பாக சிமென்ட் செய்யப்பட்ட ப்ரிஸங்களில் (பிபிஎஸ் க்யூப்ஸ் போன்றவை) குறிப்பிடத்தக்கது.

மெட்டீரியல் எஞ்சிய அழுத்தம்: போதுமான அளவு அனீலிங் செய்வதால் கண்ணாடி வெற்றிடங்களுக்குள் இருக்கும் மன அழுத்தம் - வெகுஜன உற்பத்தியில் 'மறைக்கப்பட்ட கண்ணிவெடி'.

கணினியில் அழுத்தத்தால் தூண்டப்பட்ட இருமுனையினால் ஏற்படும் தாக்கம்

மன அழுத்தத்தால் தூண்டப்பட்ட இருமுனையம் துருவமுனைப்பு அமைப்புகளை பல வழிகளில் சமரசம் செய்கிறது:

அழிவு விகிதச் சிதைவு: துருவப்படுத்தப்பட்ட ஒளியானது அழுத்தத்தால் தூண்டப்பட்ட பைர்பிரிங்க்ஸை வெளிப்படுத்தும் ஒரு தனிமத்தின் வழியாகச் செல்லும்போது, ​​அதன் துருவமுனைப்பு நிலை சுழற்சிக்கு உட்படுகிறது அல்லது நீள்வட்டமாகிறது, இது கீழ்நிலை துருவமுனைப்பாளர்கள் மூலம் கசிவு அதிகரிக்க வழிவகுக்கிறது. கணினியின் அழிவு விகிதத்தை 10⁵:1 இலிருந்து தோராயமாக 10⊃3;:1 ஆகக் குறைக்க, Δn·d = 10 nm இன் பின்னடைவு மதிப்பு கொண்ட ஒரு சாளர உறுப்பு போதுமானது.

துருவமுனைப்பு நோக்குநிலை சறுக்கல்: அழுத்தத்தால் தூண்டப்பட்ட பைர்பிரிங்ஸ் மூலம் அறிமுகப்படுத்தப்பட்ட கூடுதல் கட்ட பின்னடைவு, தனிமத்தின் மீது பீமின் நிலையைப் பொறுத்து மாறுபடும், இதன் விளைவாக பீம் சுயவிவரம் முழுவதும் சீரற்ற துருவமுனைப்பு நிலைகள் ஏற்படுகின்றன - இது துருவமுனைப்பு இமேஜிங் அமைப்புகளில் 'துருவமுனைப்பு கலைப்பொருட்களாக' வெளிப்படுகிறது.

வேவ் பிளேட் ஃபேஸ் ரிடார்டேஷன் பிழை: அலை தகடு பொருளில் உள்ளார்ந்த மன அழுத்தத்தால் தூண்டப்பட்ட பைர்ஃப்ரிங்கன்ஸ் வடிவமைப்பு கட்ட பின்னடைவை மிகைப்படுத்துகிறது, இதனால் உண்மையான பின்னடைவு பெயரளவு மதிப்பிலிருந்து விலகுகிறது. பூஜ்ஜிய-வரிசை குவார்ட்ஸ் அலைவரிசைகளுக்கு, குவார்ட்ஸ் படிகத்தின் இருமுனையின் வெப்பநிலை குணகம் தோராயமாக -0.0001 nm/°C/nm ஆகும்; இதன் விளைவாக, துல்லியமான அமைப்புகளுக்கு வெப்பநிலை இழப்பீடு தேவைப்படுகிறது.

மன அழுத்தத்தால் தூண்டப்பட்ட இருமுனைகளைக் கட்டுப்படுத்துவதற்கான பொறியியல் முறைகள்

இங்கே ஒரு முக்கியமான நுண்ணறிவு உள்ளது: துருவமுனைப்பு ஆப்டிகல் அமைப்புகளில் அடிக்கடி கவனிக்கப்படாத பிழையின் மூலமாக மன அழுத்தத்தால் தூண்டப்பட்ட பைர்பிரிங்க்ஸ் உள்ளது. பல பொறியியலாளர்கள் லென்ஸ் பீப்பாயில் உள்ள சாதாரண பாதுகாப்பு சாளரத்தைப் புறக்கணித்து, சிறந்த துருவமுனைப்பாளர்களைத் தேர்ந்தெடுப்பதில் தங்கள் முயற்சிகளை அர்ப்பணிக்கின்றனர்-ஆயினும், அந்தச் சாளரத்தின் இருமுகம்தான் உங்கள் அழிவு விகிதத்தை 10,000:1 இலிருந்து 500:1 ஆகக் குறைக்கிறது. ஒளியியல் பாதையில் உள்ள ஒவ்வொரு கடத்தும் தனிமத்தின் அழுத்தத்தால் தூண்டப்பட்ட பைர்பிரிங்ஸ் கணக்கீடுகளில் காரணியாக இருக்க வேண்டும்.

துருவப்படுத்தப்பட்ட ஆப்டிகல் பாதை அமைப்பிற்கான நடைமுறைக் கோட்பாடுகள்

கோட்பாட்டை உள்ளடக்கிய பிறகு, பொறியியல் நடைமுறையில் மீண்டும் மீண்டும் சரிபார்க்கப்பட்ட தளவமைப்புக் கொள்கைகளின் சுருக்கம் இங்கே:

துருவமுனைப்பு கூறுகளை முடிந்தவரை ஒளி மூலத்திற்கு அருகில் வைக்கவும்.

முந்தைய துருவமுனைப்பு நிலை 'சுத்திகரிக்கப்பட்டது', குறைவான பிழைகள் அடுத்தடுத்த கூறுகளால் அறிமுகப்படுத்தப்படுகின்றன. துருவமுனைப்பு நிலையில் பூட்டுவதற்கு ஒளி மூலத்திற்குப் பிறகு உடனடியாக ஒரு துருவமுனைப்பானை வைக்கவும்.

அலைவரிசை கோணங்களை சீரமைப்பது சீரமைப்பின் முதல் படியாகும்.

கால்-அலை தட்டின் 45° சீரமைப்பு மற்றும் அரை-அலைத் தட்டின் வேக-அச்சு கோணம் ஆகியவை கணினி சரியாக செயல்படுகிறதா என்பதை நேரடியாக தீர்மானிக்கிறது. ஒரு துருவமானி அல்லது சுழலும் பகுப்பாய்வி முறையைப் பயன்படுத்தி ஒவ்வொரு தட்டையும் தனித்தனியாக அளவீடு செய்யவும்; உள்ளுணர்வை நம்ப வேண்டாம்.

துருவமுனைப்பு-உணர்திறன் கூறுகளின் எண்ணிக்கையைக் குறைக்கவும்.

ஒவ்வொரு கூடுதல் கூறுகளும் பைர்பிரிங்க்ஸ் மற்றும் கோணப் பிழையின் சாத்தியமான மூலத்தை அறிமுகப்படுத்துகிறது. முடிந்தவரை செயல்பாடுகளை ஒருங்கிணைக்கவும் (எ.கா., பீம் பிரித்தல் மற்றும் துருவப்படுத்தல் சுத்திகரிப்பு ஆகியவற்றை ஒரே நேரத்தில் செய்ய PBS ஐப் பயன்படுத்துதல்) மற்றும் தேவையற்ற கூறுகளை அகற்றவும்.

உருவகப்படுத்துதலுக்கு முன்னுரிமை கொடுங்கள்; அளவீடுகளுடன் சரிபார்க்கவும்.

முழு ஆப்டிகல் பாதையிலும் துருவமுனைப்பு நிலையின் பரிணாமத்தை உருவகப்படுத்த ஜோன்ஸ் மேட்ரிக்ஸ் மாடலிங் பயன்படுத்தவும் மற்றும் அழிவு விகிதத்தை கணிக்கவும்; பின்னர், முக்கிய இடங்களில் துருவமுனைப்பு நிலையை அளவிடுவதற்கு ஒரு துருவமானியைப் பயன்படுத்தவும், முடிவுகளை உருவகப்படுத்துதல் மதிப்புகளுடன் ஒப்பிடவும் மற்றும் ஏதேனும் முரண்பாடுகளின் மூலங்களைக் கண்டறியவும்.

வெப்பநிலையை கவனிக்க வேண்டாம்.

வேவ் பிளேட் ஃபேஸ் ரிடார்டேஷன், ஸ்ட்ரெஸ்-தூண்டப்பட்ட பைர்ஃப்ரிங்கன்ஸ் (வெப்பநிலை சாய்வு காரணமாக), மற்றும் பிபிஎஸ் அழிவு விகிதங்கள் அனைத்தும் வெப்பநிலையைப் பொறுத்து மாறுபடும். உயர் துல்லியமான துருவமுனைப்பு அமைப்புகளில், நிலையான வெப்பநிலை கட்டுப்பாடு வெறுமனே 'போனஸ்' அல்ல - இது ஒரு தேவை.

துருவமுனைப்பு ஒளியியல் வடிவமைப்பின் சாராம்சம் ஒளி அலையின் அலைவு திசையின் பரிமாணத்தின் மீது 'துல்லியமான கட்டுப்பாடு' செயல்படுத்துவதில் உள்ளது. வடிவியல் ஒளியியல் 'ஒளி எங்கு பயணிக்கிறது,' துருவமுனைப்பு ஒளியியல் 'ஒளி ஊசலாட்டம் எப்படி' நிர்வகிக்கிறது. இரண்டு பரிமாணங்களும் சரியாக நிர்வகிக்கப்படும் போது மட்டுமே ஒரு அமைப்பு உண்மையிலேயே நன்கு வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது.

துருவமுனைப்பு ஒளியியல் சுருக்கமாகத் தோன்றலாம், ஆனால் 'கூறு கோட்பாடுகள், கணித விளக்கங்கள் மற்றும் பிழைக் கட்டுப்பாடு' ஆகியவற்றின் முக்கிய கட்டமைப்பில் கவனம் செலுத்துவதன் மூலம், மிகவும் சிக்கலான துருவமுனைப்பு ஒளியியல் பாதைகள் கூட தெளிவாக மறுகட்டமைக்கப்படலாம்.

எதிர்காலத்தில் துருவமுனைப்பு அமைப்புகளை வடிவமைக்கும்போது ஏற்படும் ஆபத்துகளைத் தவிர்க்க இந்தக் கட்டுரை உங்களுக்கு உதவும் என்று நம்புகிறேன்.

ஆதாரம்: shenduzhuiguang