एन-स्लिट इंटरफेरोमीटर

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एन-स्लिट इंटरफेरोमीटर डबल-स्लिट प्रयोग का विस्तार है|डबल-स्लिट इंटरफेरोमीटर को यंग के डबल-स्लिट इंटरफेरोमीटर के रूप में भी जाना जाता है। प्रकाशिकी में एन-स्लिट सरणियों के पहले ज्ञात उपयोगों में से एक का वर्णन आइजैक न्यूटन द्वारा किया गया था।[1] बीसवीं सदी के पहले भाग में, अल्बर्ट अब्राहम माइकलसन[2] एन-स्लिट विवर्तन के विभिन्न मामलों का वर्णन किया।

रिचर्ड फेनमैन[3] वर्णित विचार प्रयोगों में ब्रैकेट नोटेशन|डिराक के नोटेशन का उपयोग करते हुए इलेक्ट्रॉनों के दो-स्लिट क्वांटम हस्तक्षेप का पता लगाया गया।[4] इस दृष्टिकोण को 1989 में एफ.जे. डुआर्टे और उनके सहयोगियों द्वारा एन-स्लिट इंटरफेरोमीटर तक विस्तारित किया गया था।[5] नैरो-लाइनविड्थ लेजर रोशनी का उपयोग करना, यानी, अप्रभेद्य फोटॉनों द्वारा रोशनी। एन-स्लिट इंटरफेरोमीटर का पहला अनुप्रयोग जटिल हस्तक्षेप पैटर्न की पीढ़ी और माप था।[5][6] इन इंटरफेरोग्राम को एन-स्लिट इंटरफेरोमेट्रिक समीकरण द्वारा सटीक रूप से पुन: प्रस्तुत किया जाता है, या भविष्यवाणी की जाती है। एन-स्लिट इंटरफेरोमेट्रिक समीकरण या तो सम (एन = 2, 4, 6,...), या विषम (एन = 3, 5, 7,) के लिए ...), स्लिट्स की संख्या।[6]


एन-स्लिट लेजर इंटरफेरोमीटर

एन-स्लिट इंटरफेरोमीटर का शीर्ष दृश्य आरेख: टीबीई एक टेलीस्कोपिक बीम विस्तारक है, एमपीबीई एक बहु-प्रिज्म बीम विस्तारक है। एन-स्लिट ऐरे j ​​पर है (बीम विस्तार के लंबवत स्लिट के साथ) और इंटरफेरोमेट्रिक प्लेन x पर है जहां डिजिटल डिटेक्टर स्थित है।[6][7][8][9]इंट्रा इंटरफेरोमेट्रिक दूरी डी 527 मीटर जितनी बड़ी बताई गई है। 'नोट': एन-स्लिट इंटरफेरोमीटर में तीन-स्लिट इंटरफेरोमीटर (या ट्रिपल-स्लिट इंटरफेरोमीटर), चार-स्लिट इंटरफेरोमीटर आदि शामिल हैं।[7][8]

एन-स्लिट लेजर इंटरफेरोमीटर, एफ. जे. डुआर्टे द्वारा प्रस्तुत किया गया,[5][6][10] इंटरफेरोमेट्रिक सिग्नल को पंजीकृत करने के लिए ट्रांसमिशन ग्रेटिंग, या एन-स्लिट ऐरे, और हस्तक्षेप विमान पर एक फोटोइलेक्ट्रिक डिटेक्टर ऐरे (जैसे चार्ज-युग्मित डिवाइस या सक्रिय पिक्सेल सेंसर) को रोशन करने के लिए प्रिज्मीय बीम विस्तारक का उपयोग करता है।[6][10][11] एन-स्लिट सरणी को रोशन करने वाली विस्तारित लेजर बीम एकल-अनुप्रस्थ-मोड और संकीर्ण-लाइनविड्थ है। यह किरण प्रिज्मीय विस्तारक से पहले एक उत्तल लेंस की शुरूआत के माध्यम से, प्रसार विमान में बेहद लम्बी और ऑर्थोगोनल विमान में बेहद पतली किरण का आकार भी ले सकती है।[6][10]एक-आयामी (या रेखा) रोशनी का यह उपयोग माइक्रोस्कोपी और माइक्रोडेंसिटोमीटर में बिंदु-दर-बिंदु स्कैनिंग की आवश्यकता को समाप्त करता है।[6][10]इस प्रकार, इन उपकरणों का उपयोग सीधे एन-स्लिट इंटरफेरोमीटर या इंटरफेरोमेट्रिक माइक्रोस्कोपी के रूप में किया जा सकता है।

इस इंटरफेरोमेट्रिक कॉन्फ़िगरेशन के प्रकटीकरण ने एन-स्लिट इंटरफेरोमेट्री में डिजिटल डिटेक्टरों के उपयोग की शुरुआत की।[5][11]


अनुप्रयोग

सुरक्षित ऑप्टिकल संचार

एन के लिए इंटरफेरोग्राम = दाहिने बाहरी पंख पर विवर्तन पैटर्न के साथ 3 स्लिट। यह विशेष इंटरफेरोग्राम इंटरफेरोमेट्रिक वर्ण b से मेल खाता है।[9]
ऊपर दिखाए गए इंटरफेरोग्राम पर विवर्तन पैटर्न, एन = 3 स्लिट के अनुरूप, लगभग 25 माइक्रोन के व्यास के साथ एक मकड़ी रेशम फाइबर का उपयोग करके उत्पन्न किया गया था।[9]

ये इंटरफेरोमीटर, मूल रूप से इमेजिंग में अनुप्रयोगों के लिए पेश किए गए थे,[6]ऑप्टिकल मेट्रोलॉजी में भी उपयोगी हैं और अंतरिक्ष में लेजर संचार के लिए प्रस्तावित किए गए हैं,[7][12] अंतरिक्ष यान के बीच. यह इस तथ्य के कारण है कि प्रसार करने वाले एन-स्लिट वेव हस्तक्षेप को बीम विभाजन जैसे मैक्रोस्कोपिक ऑप्टिकल तरीकों का उपयोग करके अवरोधन प्रयासों से विनाशकारी पतन का सामना करना पड़ता है।[7]हाल के प्रायोगिक विकासों में 35 मीटर की स्थलीय इंट्रा-इंटरफेरोमेट्रिक पथ लंबाई शामिल है[8] और 527 मीटर.[9] इन बड़े, और बहुत बड़े, एन-स्लिट इंटरफेरोमीटर का उपयोग इंटरफेरोमेट्रिक संकेतों के प्रसार पर सूक्ष्म गड़बड़ी सहित विभिन्न प्रसार प्रभावों का अध्ययन करने के लिए किया जाता है। इस कार्य से प्रसार इंटरफेरोग्राम पर आरोपित विवर्तन पैटर्न का पहला अवलोकन प्राप्त हुआ है।[9]

ये विवर्तन पैटर्न (जैसा कि पहली तस्वीर में दिखाया गया है) इंटरफेरोग्राम के प्रसार पथ में मकड़ी का जाला फाइबर (या स्पाइडर रेशम धागा) डालने से उत्पन्न होते हैं। मकड़ी के जाले के रेशे की स्थिति प्रसार तल के लंबवत होती है।[9]


साफ़ हवा अशांति

एन-स्लिट इंटरफेरोमीटर, बड़ी इंट्रा इंटरफेरोमेट्रिक दूरी का उपयोग करते हुए, साफ़-वायु अशांति के डिटेक्टर हैं।[8][9]इंटरफेरोमेट्रिक सिग्नल पर स्पष्ट वायु अशांति से प्रेरित विकृतियां, मैक्रोस्कोपिक ऑप्टिकल तत्वों का उपयोग करके ऑप्टिकल सिग्नल के अवरोधन के प्रयास के परिणामस्वरूप होने वाले विनाशकारी पतन से, चरित्र और परिमाण दोनों में भिन्न होती हैं।[13]


विस्तारित बीम इंटरफेरोमेट्रिक माइक्रोस्कोपी

एन-स्लिट लेजर इंटरफेरोमीटर का मूल अनुप्रयोग एपर्चर संश्लेषण था।[6][10][14] विशेष रूप से, सूक्ष्म घनत्व को मापने के लिए इमेजिंग सतहों (जैसे सिल्वर हैलाइड | सिल्वर-हैलाइड फिल्में) को रोशन करने के लिए एक आयामी विस्तारित लेजर बीम (25-50 मिमी चौड़े और 10-25 माइक्रोन ऊंचे क्रॉस सेक्शन के साथ) का उपयोग किया गया था। प्रकाशित सतह. इसलिए शब्द इंटरफेरोमेट्रिक माइक्रोडेंसिटोमीटर।[10]एन-स्लिट इंटरफेरोमेट्रिक समीकरण के उपयोग के माध्यम से नैनो शासन तक रिज़ॉल्यूशन प्रदान किया जा सकता है।[6]जब माइक्रोडेंसिटोमीटर के रूप में उपयोग किया जाता है तो एन-स्लिट इंटरफेरोमीटर को लेजर माइक्रोडेंसिटोमीटर के रूप में भी जाना जाता है।[14]

बहु-प्रिज्म विस्तारित लेजर बीम को बीम विस्तारक के रूप में भी वर्णित किया गया है। बीम का लम्बा आयाम (25-50 मिमी) प्रसार तल में है जबकि बीम का बहुत पतला आयाम (μm शासन में) ऑर्थोगोनल तल में है। इसे 1993 में इमेजिंग और माइक्रोस्कोपी अनुप्रयोगों के लिए प्रदर्शित किया गया था।[6][10]इस प्रकार की अत्यधिक लम्बी रोशनी के वैकल्पिक विवरणों में लाइन रोशनी, रैखिक रोशनी, पतली प्रकाश शीट रोशनी (प्रकाश शीट माइक्रोस्कोपी में), और विमान रोशनी (चयनात्मक विमान रोशनी माइक्रोस्कोपी में) शामिल हैं।

अन्य अनुप्रयोग

एन-स्लिट इंटरफेरोमीटर परमाणु प्रकाशिकी में काम करने वाले शोधकर्ताओं के लिए रुचिकर हैं,[15] फूरियर इमेजिंग,[16] ऑप्टिकल कंप्यूटिंग,[17] और क्वांटम कंप्यूटिंग।[18]


यह भी देखें

  • बीम विस्तारक
  • साफ़ हवा अशांति
  • स्लिट्स से विवर्तन
  • डबल-स्लिट प्रयोग
  • फ्री-स्पेस ऑप्टिकल संचार
  • अंतरिक्ष में लेजर संचार
  • माइक्रोस्कोपी
  • माइक्रोडेंसिटोमीटर
  • एन-स्लिट इंटरफेरोमेट्रिक समीकरण|एन-स्लिट इंटरफेरोमेट्रिक समीकरण
  • लेजर लेखों की सूची

संदर्भ

  1. ↑ I. Newton, Opticks (Royal Society, London, 1704).
  2. ↑ A. A. Michelson, Studies in Optics (Chicago University, Chicago, 1927).
  3. ↑ R. P. Feynman, R. B. Leighton, and M. Sands, The Feynman Lectures on Physics, Vol. III (Addison Wesley, Reading, 1965).
  4. ↑ P. A. M. Dirac, The Principles of Quantum Mechanics, 4th Ed. (Oxford, London, 1978).
  5. ↑ 5.0 5.1 5.2 5.3 F. J. Duarte and D. J. Paine, Quantum mechanical description of N-slit interference phenomena, in Proceedings of the International Conference on Lasers '88, R. C. Sze and F. J. Duarte (Eds.) (STS, McLean, Va, 1989) pp. 42–47.
  6. ↑ 6.00 6.01 6.02 6.03 6.04 6.05 6.06 6.07 6.08 6.09 6.10 Duarte, F.J. (1993). "सामान्यीकृत हस्तक्षेप समीकरण और इंटरफेरोमेट्रिक माप पर". Optics Communications. Elsevier BV. 103 (1–2): 8–14. Bibcode:1993OptCo.103....8D. doi:10.1016/0030-4018(93)90634-h. ISSN 0030-4018.
  7. ↑ 7.0 7.1 7.2 7.3 Duarte, F J (2004-12-11). "Secure interferometric communications in free space: enhanced sensitivity for propagation in the metre range". Journal of Optics A: Pure and Applied Optics. IOP Publishing. 7 (1): 73–75. doi:10.1088/1464-4258/7/1/011. ISSN 1464-4258.
  8. ↑ 8.0 8.1 8.2 8.3 Duarte, F J; Taylor, T S; Clark, A B; Davenport, W E (2009-11-25). "TheN-slit interferometer: an extended configuration". Journal of Optics. IOP Publishing. 12 (1): 015705. Bibcode:2010JOpt...12a5705D. doi:10.1088/2040-8978/12/1/015705. ISSN 2040-8978. S2CID 121521124.
  9. ↑ 9.0 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 Duarte, F J; Taylor, T S; Black, A M; Davenport, W E; Varmette, P G (2011-02-03). "N-slit interferometer for secure free-space optical communications: 527 m intra interferometric path length". Journal of Optics. IOP Publishing. 13 (3): 035710. Bibcode:2011JOpt...13c5710D. doi:10.1088/2040-8978/13/3/035710. ISSN 2040-8978. S2CID 6086533.
  10. ↑ 10.0 10.1 10.2 10.3 10.4 10.5 10.6 F. J. Duarte, Electro-optical interferometric microdensitometer system, US Patent 5255069 (1993) Archived 2017-10-13 at the Wayback Machine.
  11. ↑ 11.0 11.1 F. J. Duarte, in High Power Dye Lasers (Springer-Verlag, Berlin, 1991) Chapter 2.
  12. ↑ Duarte, F.J. (2002). "मुक्त स्थान में सुरक्षित इंटरफेरोमेट्रिक संचार". Optics Communications. Elsevier BV. 205 (4–6): 313–319. Bibcode:2002OptCo.205..313D. doi:10.1016/s0030-4018(02)01384-6. ISSN 0030-4018.
  13. ↑ F. J. Duarte, Interferometric imaging, in Tunable Laser Applications, 2nd Edition (CRC, New York, 2009) Chapter 12.
  14. ↑ 14.0 14.1 F. J. Duarte, Interferometric imaging, in Tunable Laser Applications (Marcel-Dekker, New York, 1995) Chapter 5.
  15. ↑ L-B. Deng, Theory of atom optics: Feynman path integral approach, Frontiers Phys. China 1, 47-53 (2006).
  16. ↑ Liu, Honglin; Shen, Xia; Zhu, Da-Ming; Han, Shensheng (2007-11-07). "शुद्ध दूर-क्षेत्र सहसंबद्ध थर्मल प्रकाश के साथ फूरियर-रूपांतरण भूत इमेजिंग". Physical Review A. American Physical Society (APS). 76 (5): 053808. Bibcode:2007PhRvA..76e3808L. doi:10.1103/physreva.76.053808. ISSN 1050-2947.
  17. ↑ F. J. Duarte, Tunable Laser Optics, 2nd Edition (CRC, New York, 2015) Chapter 10.
  18. ↑ Clauser, John F.; Dowling, Jonathan P. (1996-06-01). "यंग के एन-स्लिट इंटरफेरोमीटर के साथ पूर्णांकों का गुणनखंडन". Physical Review A. American Physical Society (APS). 53 (6): 4587–4590. arXiv:0810.4372. Bibcode:1996PhRvA..53.4587C. doi:10.1103/physreva.53.4587. ISSN 1050-2947. PMID 9913434. S2CID 34750766.
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