SRAS
એસ. આર. એ. એસ. (અવકાશી રીતે ઉકેલાયેલ એકોસ્ટિક સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી) એક બિન-વિનાશક એકોસ્ટિક માઇક્રોસ્કોપી માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરલ-ક્રિસ્ટલોગ્રાફિક લાક્ષણિકતા તકનીક છે જેનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે સ્ફટિકીય અથવા પોલિક્રિસ્ટલાઇન સામગ્રીના અભ્યાસમાં થાય છે. આ તકનીક સામગ્રીની રચના અને સ્ફટિકીય દિશા વિશે માહિતી પ્રદાન કરી શકે છે. પરંપરાગત રીતે, એસઆરએએસ દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવેલી માહિતી ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપીમાં વિવર્તન તકનીકોનો ઉપયોગ કરીને પ્રાપ્ત કરવામાં આવી છે-જેમ કે ઇબીએસડી. આ તકનીકની પેટન્ટ 2005માં કરવામાં આવી હતી. એસ. આર. એ. એસ. એક નમૂનામાં સપાટીના ધ્વનિ તરંગ વેગને માપે છે, સપાટીના ધ્વનિ તરંગ (એસ. એ. ડબલ્યુ.) વેગ બદલામાં ભૌતિક સ્થિતિનું કાર્ય છે, જેમાં સ્ફટિકીય અભિગમ, સ્થિતિસ્થાપક સ્થિરાંકો, તાપમાન અને તણાવ જેવા પરિમાણોનો સમાવેશ થાય છે. માપન એસ. આર. એ. એસ. માપનમાં, મોટાભાગની લેસર અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તકનીકોની જેમ, બે લેસરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, એક એકોસ્ટિક તરંગોની ઉત્પત્તિ માટે અને એક આ તરંગોની અનુગામી શોધ માટે. સૌપ્રથમ ધ્વનિ તરંગોની પેઢીને ધ્યાનમાં લેતા, ટૂંકા પલ્સ પંપ લેસર (સામાન્ય રીતે ~ 1એનએસ) દ્વારા પ્રકાશિત ઓપ્ટિકલ એમ્પ્લિટ્યુડ ગ્રેટિંગ, નમૂનાની સપાટી પર ચિત્રિત કરવામાં આવે છે. ઘટના પ્રકાશ થર્મોઇલાસ્ટિકલી શોષાય છે, જે રેલે તરંગો જેવા સપાટીના ધ્વનિ તરંગો બનાવે છે. કારણ કે લેસર પલ્સ ફ્રીક્વન્સીઝની વ્યાપક શ્રેણી ધરાવે છે, માત્ર તે જ ફ્રીક્વન્સીઝ પેદા થશે જે તે નમૂનાના બિંદુના ગ્રેટિંગ અંતર અને એકોસ્ટિક વેગ સાથે મેળ ખાય છે. બીજા, સતત તરંગ, લેસરનો ઉપયોગ કરીને આ સપાટીના ધ્વનિ તરંગોને પછી સંખ્યાબંધ ઇન્ટરફેરોમેટ્રી તકનીકો દ્વારા માપી શકાય છે. શોધ સામાન્ય રીતે ઓપ્ટિકલ બીમ ડિફ્લેક્શન દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે. રેલે તરંગો બિન-વિખેરાયેલા હોવાથી ધ્વનિક તરંગનો તબક્કો વેગ નમૂનાની સપાટી પર છબીમાં લેવામાં આવેલા ગ્રેટિંગ ફ્રિન્જ વચ્ચેનું અંતર ક્યાં છે તેના દ્વારા શોધી શકાય છે અને તે તરંગ પેકેટની પ્રબળ આવર્તન છે, જે ઝડપી ફોરિયર ટ્રાન્સફોર્મ દ્વારા જોવા મળે છે. જેમ જેમ માપન તરંગ પેકેટની આવર્તનની તપાસ કરે છે, જે પ્રસારની લંબાઈ સાથે બદલાતું નથી, તેમ માપવામાં આવેલ SAW વેગ માત્ર તે વિસ્તારમાં નમૂનાના ગુણધર્મો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે જ્યાં ગ્રેટિંગ પેટર્નની છબી લેવામાં આવે છે, ફ્લાઇટ માપનના વધુ પરંપરાગત સમયથી વિપરીત જે પ્રસારની લંબાઈ સાથે નમૂનાના ગુણધર્મો દ્વારા પ્રભાવિત હોય છે. આ એસ. આર. એ. એસ. ને મજબૂત બનાવે છે અને માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરની અવ્યવસ્થિત અને સ્કેટરિંગ અસરો સામે રોગપ્રતિકારક બનાવે છે. માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર ઇમેજિંગ રાસ્ટર નમૂનાને સ્કેન કરીને, સપાટી પરના ઘણા બિંદુઓ પર માપન કરીને, SAW વેગની બહુ-એમપી છબીઓ બનાવી શકાય છે-સમૃદ્ધ માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરલ નકશા પ્રદાન કરે છે. સારી સપાટીના પૂર્ણાહુતિવાળા નમૂનાઓ પર સરેરાશ વિના માપન કરી શકાય છે, જેનાથી નમૂનાઓને ઝડપથી સ્કેન કરી શકાય છે. સિદ્ધાંતમાં, એટલે કે સંપાદન દર માત્ર પંપ લેસરના પુનરાવર્તન દર દ્વારા મર્યાદિત છે; આધુનિક લેસર પુનરાવર્તન દર 10 કિલોહર્ટ્ઝ કરતાં વધી શકે છે. માપન માટે વેક્યૂમ ચેમ્બર અથવા એકોસ્ટિક કપ્લાન્ટની જરૂર હોતી નથી, તેથી તપાસ કરી શકાય તેવા નમૂનાના કદ પર, સ્કેનીંગ તબક્કાઓની મર્યાદાની બહાર, બહુ ઓછું પ્રતિબંધ છે. મોટાભાગની ઇજનેરી સામગ્રીની સ્થિતિસ્થાપક અનિસોટ્રોપીનો અર્થ એ છે કે ધ્વનિ પ્રતિભાવ એ લોડિંગ દિશાનું કાર્ય છે. તેથી, SAW દિશાની દરેક પ્રસાર દિશા માટે એક અનન્ય વેગ નકશો અસ્તિત્વમાં છે. અનાજ વચ્ચેનો તફાવત સુધારવા માટે બહુવિધ વેગ નકશાને જોડવું શક્ય છે. ઓરિએન્ટેશન મેપિંગ એકોસ્ટિક તરંગને ઘણી દિશાઓમાં ફેલાવીને દરેક પિક્સેલ માટે એકોસ્ટિક સ્લોનેસ સપાટી નક્કી કરી શકાય છે. SAW વેગને બહુવિધ દિશામાં માપ્યા પછી પડકાર એ છે કે આ માહિતીને સ્ફટિકીય દિશાના માપનમાં રૂપાંતરિત કરવી. વેગથી દિશાની સીધી ગણતરી એક મુશ્કેલ સમસ્યા છે. જો કે, એસએડબલ્યુ વેગના કાર્ય તરીકે એસએડબલ્યુ વેગની આંકડાકીય ગણતરી પ્રમાણમાં સરળ છે, જેમ કે પ્રથમ ફર્નેલ દ્વારા દર્શાવેલ છે. તેથી, સંભવિત ધીમી સપાટીઓના ડેટાબેઝની પૂર્વ ગણતરી કરી શકાય છે અને માપન મૂલ્યો સાથે સરખામણી કરી શકાય છે. દરેક માપ પિક્સેલ માટે પૂર્વ-ગણતરી કરેલ વેગ સપાટીની દિશા દ્વારા દિશા આપવામાં આવે છે જે માપેલા ડેટા સાથે શ્રેષ્ઠ રીતે મેળ ખાય છે. આ નકશાઓ પૂછપરછ કરવામાં આવી રહેલી સામગ્રીની સ્ફટિક દિશાને અવકાશી રીતે વર્ણવી શકે છે અને તેનો ઉપયોગ માઇક્રોટેક્સચર અને નમૂનાના આકારવિજ્ઞાનની તપાસ કરવા માટે થઈ શકે છે. આ તકનીક કોઈપણ સ્ફટિક માળખાને લાગુ પડે છે, જો કે ત્રાંસા આઇસોટ્રોપીનો અર્થ છે કે ટાઇટેનિયમ જેવી ષટ્કોણ સામગ્રીમાં સંપૂર્ણ દિશા નક્કી કરી શકાતી નથી. નમૂનાના અનુમાનિત SAW વેગની ગણતરી કરવા માટે, સામગ્રીની ઘનતા અને સ્થિતિસ્થાપક સ્થિરાંકો જાણવું આવશ્યક છે. સ્થિતિસ્થાપક સ્થિરાંકોને સામાન્ય રીતે પ્રતિધ્વનિત અલ્ટ્રાસાઉન્ડ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી જેવી અલ્ટ્રાસોનિક તકનીકો દ્વારા માપવામાં આવે છે, જેમાં મોટાભાગની સામાન્ય ઇજનેરી સામગ્રી માટે સુસ્થાપિત મૂલ્યો હોય છે. જો કે, માત્ર માપેલા SAW વેગથી સ્થિતિસ્થાપક સ્થિરાંકો અને સ્ફટિકીય દિશા બંને નક્કી કરવા માટે સંપૂર્ણ વ્યસ્ત સમસ્યાનો પ્રયાસ કરવો શક્ય છે. ઓરિએન્ટેશન ડેટામાંથી, માહિતીની સંપત્તિ તૈયાર કરી શકાય છે જે નમૂનાના માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર અને પ્રક્રિયા ઇતિહાસની સમજણમાં મદદ કરે છે. તાજેતરના વિકાસમાં સમજણનો સમાવેશ થાય છેઃ ઊંચા તાપમાને મૂળ તબક્કાઓની અગાઉની રચના; યાંત્રિક પરીક્ષણ પછી સંગ્રહ અને શેષ વિકૃતિ; અવક્ષેપ અને અનાજ સીમા પાત્ર સહિત વિવિધ માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરલ સુવિધાઓની વસ્તી. ખરબચડી સપાટીઓ સરળ અરીસા જેવી સપાટીઓ સ્પેક્યુલર પ્રતિબિંબ પ્રદાન કરે છે, જે એકોસ્ટિક તરંગની સરળ શોધને મંજૂરી આપે છે. જો કે, જેમ જેમ સપાટીઓ ખરબચડી થતી જાય છે તેમ તેમ પ્રતિબિંબ વધુ ફેલાય છે, જે બે કારણોસર ધ્વનિ તરંગની શોધને વધુ પડકારજનક બનાવે છે. પ્રથમ, પ્રતિબિંબિત બીમ શંકુમાં ફેલાયેલી હોય છે, કારણ કે આ શંકુ વ્યાસમાં વધે છે અને ઓછો પ્રકાશ સિસ્ટમમાં પાછો આવે છે-શોધ કાર્યક્ષમતામાં ઘટાડો થાય છે. બીજું, જે પ્રકાશ ડિટેક્ટરમાં પાછો આવે છે તે હવે ગૌસીયન તીવ્રતાને બહાર કાઢે છે, તેના બદલે દખલ કરતી તરંગ મોરચો સ્ટોકેસ્ટિક સ્પેકલ પેટર્ન બનાવે છે. જો કે, ઘણી ઇજનેરી પ્રક્રિયાઓ ઓપ્ટિકલી રફ સપાટી પ્રદાન કરે છે, ઉદાહરણ તરીકે એડિટિવ મેન્યુફેક્ચરિંગ અથવા ફોર્જિંગ, અને આવા ઘટકો પર તેમની 'ઉત્પાદિત સ્થિતિ' તરીકે માપન કરવાની ઇચ્છા છે. આ હાંસલ કરવા માટે, ખરબચડી સપાટીઓ સાથે સુસંગત ઇન્ટરફેરોમેટ્રિક તકનીક જરૂરી છે. ઉદાહરણ તરીકે, ફેબ્રી-પેરોટ ઇન્ટરફેરોમીટર-જે સ્પેકલ માટે સ્વાભાવિક રીતે સહનશીલ છે, બે-તરંગ મિશ્રણ-જે સ્પેકલ પેટર્ન અથવા સ્પેકલ ચાકૂ ધાર ડિટેક્ટરને અનુરૂપ થઈ શકે છે. આવી શોધ તકનીકોના ઉપયોગથી, ઓપ્ટિકલી રફ સપાટીઓ પર એસઆરએએસ માપન કરવું શક્ય છે. સંદર્ભો સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી ક્રિસ્ટલોગ્રાફી લેસર અલ્ટ્રાસાઉન્ડ