Holographic optical element
হলোগ্রাফিক অপটিক্যাল উপাদান (এইচওই) একটি অপটিক্যাল উপাদান (আয়না, লেন্স, দিকনির্দেশক বিচ্ছুরক ইত্যাদি)। যা বিচ্ছুরণের নীতি ব্যবহার করে হলোগ্রাফিক চিত্র তৈরি করে। এইচওই সাধারণত স্বচ্ছ প্রদর্শন, থ্রিডি ইমেজিং এবং নির্দিষ্ট স্ক্যানিং প্রযুক্তিতে ব্যবহৃত হয়। এইচ. ও. ই-এর আকৃতি এবং কাঠামো তার জন্য প্রয়োজনীয় হার্ডওয়্যারের উপর নির্ভরশীল এবং কাপল্ড ওয়েভ থিওরি একটি সাধারণ সরঞ্জাম যা বিচ্ছুরণ দক্ষতা বা গ্র্যাটিং ভলিউম গণনা করতে ব্যবহৃত হয় যা একটি এইচ. ও. ই-এর নকশায় সহায়তা করে। হলোগ্রাফিক অপটিক্যাল উপাদানের প্রাথমিক ধারণাগুলি 1900-এর দশকের মাঝামাঝি থেকে পাওয়া যায়, যা ডেনিস গ্যাবর দ্বারা উদ্ভাবিত হলোগ্রাফির সূচনার সাথে ঘনিষ্ঠভাবে মিলে যায়। থ্রিডি ভিজ্যুয়ালাইজেশন এবং ডিসপ্লের প্রয়োগ শেষ পর্যন্ত এইচওই-এর শেষ লক্ষ্য; যাইহোক, ডিভাইসের খরচ এবং জটিলতা সম্পূর্ণ থ্রিডি ভিজ্যুয়ালাইজেশনের দিকে দ্রুত বিকাশকে বাধা দিয়েছে। এইচ. ও. ই গুগল গ্লাস সহ গুগল বা গবেষণা বিশ্ববিদ্যালয়গুলির মতো সংস্থাগুলির দ্বারা অগমেন্টেড রিয়েলিটি (এ. আর) বিকাশেও ব্যবহৃত হয় যা চোখ-পরিধান বা মাথা-পরিধান ব্যবহার না করে থ্রিডি ইমেজিং তৈরি করতে এইচ. ও. ই ব্যবহার করে। উপরন্তু, স্বচ্ছ প্রদর্শনের অনুমতি দেওয়ার জন্য এইচওই-এর ক্ষমতা উন্নত হেড-আপ ডিসপ্লে (এইচইউডি)-এর বিকাশে মার্কিন সেনাবাহিনীর দৃষ্টি আকর্ষণ করেছে যা বিমান চালকদের জন্য গুরুত্বপূর্ণ তথ্য প্রদর্শনের জন্য ব্যবহৃত হয়। HOE-এর প্রাথমিক বিকাশ হলোগ্রাফিক অপটিক্যাল উপাদান হলোগ্রাফি (হলোগ্রাম তৈরির বিজ্ঞান)-এর সাথে ঘনিষ্ঠভাবে যুক্ত, যা 1948 সালে ডেনিস গ্যাবর দ্বারা প্রস্তাবিত একটি শব্দ। হলোগ্রাফির ধারণাটি আসার পর থেকে পরবর্তী কয়েক দশক ধরে হলোগ্রাম তৈরি করার জন্য অনেক কিছু করা হয়েছে। 1960-এর দশকে, লেনিনগ্রাদের স্নাতক শিক্ষার্থী ইউরি নিকোলাইভিচ ডেনিসিয়ুক স্বীকার করেছিলেন যে সম্ভবত আলোর তরঙ্গের সম্মুখভাগকে একবর্ণের আলো ব্যবহার করে ফটোগ্রাফিক ইমালশনে (হালকা স্ফটিক) স্থায়ী তরঙ্গ হিসাবে রেকর্ড করা যেতে পারে যা তরঙ্গের সম্মুখভাগ পুনরুত্পাদন করতে আলোকে প্রতিফলিত করতে পারে। এটি মূলত একটি হলোগ্রাফিক আয়না (তৈরি করা প্রথম এইচওইগুলির মধ্যে একটি) বর্ণনা করে এবং ওভারল্যাপিং চিত্রগুলির সমস্যাটি সমাধান করে। যাইহোক, ডেনসিয়ুকের প্রস্তাবের ব্যবহারিক ব্যবহার খুব কম ছিল এবং তার সহকর্মীরা তার ফলাফল প্রত্যাখ্যান করেছিলেন। 1960-এর দশকের মাঝামাঝি পর্যন্ত এমেট লেইথ এবং জুরিস আপাটনিক্সের কিছু উন্নয়নের পরে ডেনসিয়ুকের প্রস্তাবগুলি পুনরুত্থিত হয়। এই দুই সহযোগী ফটোগ্রাফিক স্বচ্ছতার উপর দুই ধাপের হলোগ্রাম প্রক্রিয়া সহ চিত্রগুলি এনকোড এবং পুনর্গঠন করেছিলেন। 1970-এর দশকে লয়েড ক্রস দ্বারা বিকশিত হলোগ্রাফিক স্টেরিওগ্রামের মতো হলোগ্রাফিক যন্ত্রগুলির জন্য আরও পরীক্ষা-নিরীক্ষা লেইথ এবং আপটানিয়েকস দ্বারা বিকশিত ইমেজিং প্রক্রিয়াটি নিয়েছিল এবং সেগুলিকে উল্লম্ব স্ট্রিপগুলিতে সাজিয়েছিল যা একটি সিলিন্ডারে বাঁকানো ছিল। এই স্ট্রিপগুলি একটি ছিদ্র হিসাবে কাজ করে যার মধ্য দিয়ে আলো যায়, তাই যখন কোনও দর্শক তাদের মধ্য দিয়ে দেখেন, তখন একটি 3D চিত্র দেখা যায়। এটি বিচ্ছুরণ ধারণার একটি খুব সহজ সংস্করণ প্রদর্শন করে যা এখনও এইচওই-র উৎপাদনে এবং থ্রিডি চশমার জন্য একটি প্রোটোটাইপ হিসাবে ব্যবহৃত হয়। শ্রেণিবিন্যাস আয়তন এবং পাতলা এইচওই-র এইচওই অন্যান্য অপটিক্যাল ডিভাইসের থেকে আলাদা কারণ তারা বক্রতা এবং আকৃতির সাথে আলো বাঁকায় না। পরিবর্তে, তারা একটি সংশ্লিষ্ট উপাদান প্রোফাইল ব্যবহার করে একটি নতুন তরঙ্গমুখ পুনর্গঠন করে আলোর তরঙ্গগুলিকে বিচ্ছুরিত করার জন্য বিচ্ছুরণ নীতিগুলি (একটি ছিদ্রের মধ্য দিয়ে যাওয়ার সময় আলোর বিতরণ) ব্যবহার করে, যার ফলে এইচওইগুলি এক ধরনের বিচ্ছুরণ অপটিক্যাল উপাদান (ডিওই) তৈরি করে। দুটি সাধারণ ধরনের এইচ. ও. ই বিদ্যমান হল ভলিউম এইচ. ও. ই এবং পাতলা এইচ. ও. ই যা নির্ভরশীল। একটি পাতলা এইচ. ও. ই (যেটিতে হলোগ্রাফিক গ্র্যাটিংয়ের একটি পাতলা স্তর থাকে)-এর বিচ্ছুরণ দক্ষতা কম থাকে, যার ফলে হালকা রশ্মি বিভিন্ন দিকে বিচ্ছুরিত হয়। বিপরীতভাবে, উচ্চ বিচ্ছুরণ দক্ষতার কারণে আলোর দিকের উপর আরও নিয়ন্ত্রণ থাকার কারণে ভলিউম এইচওই প্রকারগুলি (হলোগ্রাফিক গ্র্যাটিংগুলির একাধিক স্তরযুক্ত) আরও কার্যকর। এইচওই তৈরি করার জন্য করা বেশিরভাগ গণনা সাধারণত ভলিউম টাইপ এইচওই হয়। প্রতিফলন-প্রকার এবং সংক্রমণ-প্রকার HOE একটি পাতলা বা আয়তন HOE হওয়ার পাশাপাশি, একটি HOE অবস্থান দ্বারাও প্রভাবিত হতে পারে, যা নির্ধারণ করে যে এটি একটি সংক্রমণ প্রকার বা প্রতিফলন প্রকার কিনা। এই ধরনের এইচ. ও. ই সেই বিমের রেকর্ডিং উপাদানের সাথে সম্পর্কিত অবজেক্ট বিম এবং রেফারেন্স বিমের অবস্থান দ্বারা নির্ধারিত হয়ঃ একই দিকে থাকা একটি সংক্রমণ এইচ. ও. ই এবং অন্যথায় একটি প্রতিফলন এইচ. ও. ই নির্দেশ করে। এইচ. ও. ই তৈরিতে সর্বাধিক ব্যবহৃত কিছু উপকরণের মধ্যে রয়েছে সিলভার হ্যালাইড ইমালসন এবং ডাইক্রোমেট জেলাটিন। অ্যাপ্লিকেশন মহাকাশ শিল্প 2000-এর দশকের গোড়ার দিকে নাসা হলোগ্রাফিক এয়ারবোর্ন রোটেটিং লিডার ইন্সট্রুমেন্ট এক্সপেরিমেন্ট (হার্লি) নামে পরিচিত একটি পরীক্ষা পরিচালনা করেছিল যা ভাসমান কাচের মধ্যে স্যান্ডউইচ করা ডাইক্রোমেট জেলাটিন-ভিত্তিক ভলিউম এইচওই ব্যবহার করেছিল। পরীক্ষার উদ্দেশ্য ছিল পৃষ্ঠ এবং বায়ুমণ্ডলীয় পরামিতিগুলি পরিমাপের একটি নতুন পদ্ধতি খুঁজে বের করা যা একটি মহাকাশ-বাহিত লিডার সিস্টেমের আকার, ভর এবং কৌণিক গতিবেগ হ্রাস করতে পারে। HOE-এর বাঁকানো বা বাঁকানো হিসাবে তৈরি করার ক্ষমতা এটিকে হেড আপ ডিসপ্লে (HUD) বা হেড মাউন্ট ডিসপ্লে (HMD) নির্মাণে ব্যবহার করার অনুমতি দেয়। উপরন্তু, একটি নির্দিষ্ট আপতিত কোণ বা তরঙ্গদৈর্ঘ্যে আলোকে বিচ্ছুরিত করতে ব্যবহৃত ভলিউম গ্রেটিংয়ের নির্বাচনের কারণে স্বচ্ছতা অর্জন করা যেতে পারে। এটি স্বচ্ছ হেড-আপ ডিসপ্লের বিকাশের অনুমতি দেয় যা বিমানের পাইলটদের কাছে তথ্য সরবরাহ করে এবং ককপিটের স্থান সংরক্ষণ করে। মার্কিন সেনাবাহিনী বর্তমানে এই নতুন বিমান প্রদর্শনীর পরীক্ষা চালাচ্ছে। পরবর্তী স্তরের বর্ধিত বাস্তবতা একটি হলোগ্রাফিক অপটিক্যাল উপাদানের একটি ব্যবহার হল অপটিক্যাল হেড-মাউন্টেড ডিসপ্লের জন্য থিন-প্রোফাইল কম্বাইনার লেন্স। একটি প্রতিফলিত ভলিউম হলোগ্রাম ব্যবহার করা হয় ক্রমবর্ধমানভাবে একটি মিলিত চিত্র বের করার জন্য যা একটি অপটিক্যাল ওয়েভগাইডে মোট অভ্যন্তরীণ প্রতিফলনের মাধ্যমে পরিচালিত হয়েছিল। প্রতিফলিত ভলিউম হলোগ্রামের বর্ণালী এবং কৌণিক ব্র্যাগ নির্বাচনযোগ্যতা এটিকে আরজিবি এলইডি-র মতো আলোর উৎস ব্যবহার করে একটি কম্বিনারের জন্য বিশেষভাবে উপযুক্ত করে তোলে, যা ভাল মানের এবং প্রস্তাবিত চিত্রের ভাল মানের উভয়ই প্রদান করে। কনিকা মিনোল্টা এবং সনি স্মার্ট গ্লাসে এই ব্যবহার প্রয়োগ করেছে। একটি এইচ. ও. ই-এর নকশার অন্যতম লক্ষ্য হল 3ডি ভিজ্যুয়ালাইজেশন তৈরি করা এবং তার নিকটতম জিনিস হল অগমেন্টেড রিয়েলিটি। সবচেয়ে সাধারণ ধরনের অগমেন্টেড রিয়েলিটি হেড মাউন্ট ডিসপ্লে বা চশমার ধরনের ডিসপ্লে থেকে আসে, যা প্রথম ধরনের থ্রিডি ডিসপ্লে হিসাবে বিবেচিত হতে পারে। এই ধরনের প্রদর্শনের কিছু উদাহরণের মধ্যে রয়েছে মাইক্রোসফটের হলোল্যান্স I, II, গুগল গ্লাস এবং ম্যাজিক লিপ। এইচ. ও. ই উৎপাদনে ব্যবহৃত উপকরণের উচ্চ মূল্যের কারণে এই ধরনের জিনিসগুলি প্রায়শই খুব ব্যয়বহুল। এছাড়াও একটি দ্বিতীয় ধরনের থ্রিডি ভিজ্যুয়ালাইজেশন পদ্ধতি রয়েছে যা আলোর ক্ষেত্র তৈরির মাধ্যমে থ্রিডি বস্তুর প্রতিলিপি তৈরি করে। এই ধরনের দৃশ্যায়ন বিজ্ঞান কল্পকাহিনী চলচ্চিত্র বা ভিডিও গেমে দেখা দৃশ্যের কাছাকাছি। দ্বিতীয় প্রকারটি বাস্তবায়িত করার জন্য এইচ. ও. ই-কে ব্যবহার করার তাত্ত্বিক উপায়গুলি প্রস্তাব করা হয়েছে। 2019 সালে বেইহাং বিশ্ববিদ্যালয় এবং সিচুয়ান বিশ্ববিদ্যালয়ের অনুমোদিত সংস্থাগুলির একটি প্রস্তাবে পরামর্শ দেওয়া হয়েছে যে একটি ডিসপ্লে প্যানেলের সাথে মাইক্রো লেন্স অ্যারে (এম. এল. এ) এইচ. ও. ই ব্যবহার করে একটি থ্রিডি চিত্র তৈরি করা যেতে পারে। প্রস্তাবিত প্রযুক্তিটি এম. এল. এ ধরনের এইচ. ও. ই-কে অ্যারেগুলির একটি গোলাকার তরঙ্গ গঠন করে কাজ করে। একটি 3D চিত্র তৈরি করতে এই গোলাকার অ্যারে জুড়ে আলো বিতরণ করা হয়। বর্তমান অবস্থায়, ডিসপ্লের নেতিবাচক দিক হল এর কম রেজোলিউশনের গুণমান। এইচ. ও. ই নির্মাণ কাপল্ড-ওয়েভ তত্ত্বের জন্য প্রাসঙ্গিক গাণিতিক তত্ত্ব কাপল্ড-ওয়েভ তত্ত্ব ভলিউম এইচ. ও. ই-এর নকশার একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ। এটি প্রথম 1969 সালে হারউইগ কোলজেনিক লিখেছিলেন এবং এতে গাণিতিক মডেল রয়েছে যা নির্দিষ্ট উপকরণের তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং কৌণিক নির্বাচন (এই কারণগুলি নির্ধারণ করে যে কোনও কিছু কতটা দক্ষতার সাথে একটি নির্দিষ্ট কোণ বা তরঙ্গদৈর্ঘ্যে আলো সামঞ্জস্য করতে এবং প্রেরণ করতে সক্ষম হতে পারে) নির্ধারণ করে। এই তত্ত্ব দ্বারা বেশ কয়েকটি পরিসর দেওয়া হয়েছেঃ এটি বড় বিচ্ছুরণ দক্ষতার জন্য বৈধ (একটি নির্দিষ্ট স্থানে কতটা আলোকীয় শক্তি বিচ্ছুরিত হয় তা পরিমাপ করে) এবং এর উৎপত্তি এই ভিত্তিতে করা হয় যে একবর্ণের আলোর ঘটনা ব্র্যাগ কোণের কাছাকাছি (একটি হালকা রশ্মি এবং স্ফটিকের সমতলের মধ্যে একটি ছোট কোণ) এবং আপতন সমতলের লম্ব (একটি সমতল যা আলোর রশ্মি এবং একটি পৃষ্ঠ উভয়ই ধারণ করে যা সাধারণত একটি নির্দিষ্ট বিন্দুতে আয়না হিসাবে কাজ করে)। যেহেতু এইচ. ও. ই নতুন তরঙ্গ তৈরি করে আলোকে বিচ্ছুরিত করে কাজ করে, তাই ব্র্যাগ কোণের কাছাকাছি আলোকে বিচ্ছুরিত করার জন্য পুরু এইচ. ও. ই উপাদান পাওয়ার চেষ্টা আরও দক্ষ তরঙ্গমুখ নির্মাণের জন্য কাজ করবে। এই সমীকরণগুলি হলোগ্রাম গ্র্যাটিং ভলিউম সামঞ্জস্য করতে এবং উৎপাদনের সময় এইচ. ও. ই-এর বিচ্ছুরণ দক্ষতা বাড়াতে ব্যবহৃত হয় এবং সংক্রমণ প্রকার এইচ. ও. ই বা প্রতিফলন প্রকার এইচ. ও. ই উভয় ক্ষেত্রেই প্রয়োগ করা যেতে পারে। ধ্রুপদী গ্র্যাটিং সমীকরণটি আপতিত কোণ, বিচ্ছুরণ কোণ, পৃষ্ঠ গ্র্যাটিং, মুক্ত স্থানে তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং বিচ্ছুরণের পূর্ণসংখ্যা ক্রমের জন্য দায়ীঃ সমতল সঞ্চালনের জন্য ব্র্যাগ সমীকরণ হিসাবে এবং প্রতিসরণের সূচক হিসাবে হিসাব করেঃ বর্ণালী ব্যান্ডউইথ আনুমানিক বর্ণালী ব্যান্ডউইথ এবং গ্র্যাটিং বেধের জন্য অ্যাকাউন্টঃ কৌণিক ব্যান্ডউইথ আনুমানিক এফডাব্লুএইচএম-এ কৌণিক ব্যান্ডউইথ হিসাবে অ্যাকাউন্ট (সর্বোচ্চ অর্ধেক পূর্ণ প্রস্থ): বিচ্ছুরণ দক্ষতা সমীকরণ গ্র্যাটিং মড্যুলেশনের তীব্রতা হিসাবে অ্যাকাউন্ট করে, টিএম মোডের জন্য বিচ্ছুরণ দক্ষতা হিসাবে (আপতিত সমতলের সমান্তরাল মেরুকরণ), এবং হ্রাস কার্যকর কাপলিং ধ্রুবক হিসাবেঃ তরঙ্গ বিস্তার অনুভূমিক দিক গণনাঃ স্পেকলের অনুভূমিক অবস্থান, মধ্য মাস্ক অ্যাপারচারের পরামিতি (লেন্স অ্যাপারচারের কাছে রাখা মাস্ক) স্পেকলের অনুভূমিক অবস্থানের লম্ব (উচ্চতা), তরঙ্গদৈর্ঘ্য, এবং কার্যকরী ফোকাস দূরত্ব, উল্লম্ব দিক গণনাঃ স্পেকলের উল্লম্ব অবস্থান, মধ্য মাস্ক অ্যাপারচারের পরামিতি (লেন্স অ্যাপারচারের কাছে রাখা মাস্ক) স্পেকেলের উল্লম্ব অবস্থানের লম্ব (প্রস্থ), তরঙ্গদৈর্ঘ্য, এবং কার্যকরী ফোকাস দূরত্ব, রেফারেন্স বাহ্যিক লিঙ্ক উচ্চ দক্ষ আলোকসজ্জার জন্য এইচওই টিউটোরিয়াল হলোগ্রাফিক অপটিক্যাল উপাদান হলোগ্রাফিক ফ্লুরোসেন্স ইমেজিং হলোগ্রাম কীভাবে কাজ করে তার আরও ব্যাখ্যা