Prism coupler
પ્રિઝમ કપ્લર એ એક પ્રિઝમ છે જે પ્રકાશના બીમ (દા. ત., લેસર બીમ) માં સમાવિષ્ટ શક્તિનો નોંધપાત્ર ભાગ પાતળા ફિલ્મમાં જોડવા માટે રચાયેલ છે, જેનો ઉપયોગ ફિલ્મની ધારને ચોકસાઇથી ચમકાવવાની જરૂર વગર, બીમ અને ફિલ્મની ધારની પેટા-માઇક્રોમીટર ગોઠવણીની ચોકસાઇની જરૂર વગર, અને બીમના આંકડાકીય છિદ્રને ફિલ્મ સાથે મેળ ખાતી જરૂર વગર વેવગાઇડ તરીકે થાય છે. પ્રિઝમ કપ્લરનો ઉપયોગ કરીને, પાતળા પટલમાં જોડાયેલા બીમનો વ્યાસ પટલની જાડાઈ કરતાં સેંકડો ગણો હોઈ શકે છે. કપ્લરની શોધે સંકલિત ઓપ્ટિક્સ તરીકે ઓળખાતા અભ્યાસના ક્ષેત્રની શરૂઆતમાં ફાળો આપ્યો હતો. પ્રિઝમ કપ્લર અંતર્ગતનો સિદ્ધાંત સૌપ્રથમ સોવિયેત યુનિયનમાં પ્રકાશિત થયો હતો. આ કામ યુ. એસ. માં જાણીતું નહોતું. 1969માં યુનિવર્સિટી ઓફ વોશિંગ્ટન ખાતે શુબર્ટ, હેરિસ અને પોલ્કી અને બેલ લેબોરેટરીઝમાં સ્વતંત્ર રીતે ટિએન, ઉલરિચ અને માર્ટિને પ્રિઝમ કપલિંગ અને તેના અંતર્ગત સિદ્ધાંત સાથેના પ્રથમ પ્રયોગોનું વર્ણન કર્યું હતું. આ પાતળા ફિલ્મોના ઉપકરણ ઉપયોગોને ધ્યાનમાં રાખીને કરવામાં આવ્યું હતું. રૂપરેખાંકન એક પ્રિઝમ કપ્લરનો ઉપયોગ ઇન્સિડેન્ટ લેસર બીમમાંથી પાવરને પાતળા પટલમાં જોડવા માટે થાય છે. આ ફિલ્મ કાચ માઈક્રોસ્કોપ સ્લાઇડ જેવા સબસ્ટ્રેટ પર સ્થિત છે અને તેમાં ઘટના પ્રકાશની તરંગલંબાઇના ક્રમની જાડાઈ હોઈ શકે છે (લીલો પ્રકાશ માટે 0.550 μm). ફિલ્મનો રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ ગ્લાસ સ્લાઇડ કરતા વધારે બનાવવામાં આવે છે, ફિલ્મ ફિલ્મ-ગ્લાસ ઇન્ટરફેસ (અને ફિલ્મ-એર ઇન્ટરફેસ) થી કુલ આંતરિક પ્રતિબિંબ દ્વારા પ્રકાશ માટે ડાઇલેક્ટ્રિક પ્લાનર વેવગાઇડ તરીકે કામ કરી શકે છે. પ્રિઝમ કપ્લરમાં ઉચ્ચ-રીફ્રેક્ટિવ-ઇન્ડેક્સ ગ્લાસનો નજીકનો સમઘન અને તળિયે બીજી પાતળી ફિલ્મ હોય છે જે વેવગાઇડ ફિલ્મનો સંપર્ક કરે છે અને કપલિંગ અંતર પર આંશિક રીતે માર્ગદર્શિત તરંગને સમાવવાનું કાર્ય કરે છે. પ્રિઝમના તળિયેની પાતળી પટલને ટનલિંગ સ્તર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. ટનલિંગ સ્તરમાં વેવગાઇડ ફિલ્મ કરતાં ઓછો રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ હોવો જોઈએ અને વાસ્તવમાં તેને હવાના સ્તર તરીકે લાગુ કરી શકાય છે. ટનલિંગ સ્તરની જાડાઈ તરંગલંબાઇના અપૂર્ણાંક (દૃશ્યમાન પ્રકાશ માટે દસથી સેંકડો નેનોમીટર) ના ક્રમમાં હશે. પ્રિઝમ અને ટનલિંગ સ્તરને વેવગાઇડ ફિલ્મ સામે દબાવવામાં આવે છે. બીમ પ્રિઝમના આગળના ભાગમાં પ્રવેશ કરે છે અને પ્રિઝમના પ્રવેશ ચહેરાની સામે ચહેરાથી અડધાથી વધુ બીમ પહોળાઈ દૂર ટનલિંગ સ્તર પર અથડાય છે. સંયુક્ત કપ્લર અને વેવગાઇડ માળખાના ચાર પ્રદેશોના રીફ્રેક્ટિવ સૂચકાંકોની રેન્કિંગ નીચે મુજબ હોવી જોઈએઃ કાચની સ્લાઇડ અને ટનલિંગ સ્તરનો રીફ્રેક્ટિવ અનુક્રમણિકા સૌથી નીચો હોવો જોઈએ, પછીની માર્ગદર્શિકા ફિલ્મનો રીફ્રેક્ટિવ અનુક્રમણિકા છે, અને સૌથી વધુ પ્રિઝમનું અનુક્રમણિકા છે. એક પ્રિઝમ કપ્લરને પારસ્પરિકતા પ્રમેયની દ્રષ્ટિએ સમજાવી શકાય છે. પારસ્પરિકતા પ્રમેય ઘટના બીમ દ્વારા પાતળા પટલમાં જોડાયેલી સાપેક્ષ શક્તિને ઉકેલમાંથી પારસ્પરિક સમસ્યાના ઉકેલની ગણતરી કરવાની મંજૂરી આપે છે. પારસ્પરિક સમસ્યામાં, ફિલ્મમાં વેવગાઇડ મોડ (પ્રથમ આકૃતિમાં ડાબી તરફ મુસાફરી) એ પ્રિઝમ કપ્લર પરની ઘટના છે. પ્રિઝમ ઇન્ટરફેસ પર નોંધપાત્ર સ્કેટરિંગને બાદ કરતાં, પારસ્પરિક સમસ્યામાં વેવગાઇડ સ્થિતિ તેના સ્વરૂપને એક સ્થિતિ તરીકે જાળવી રાખે છે અને પ્રિઝમ હેઠળ પ્રસરે છે, કારણ કે તે પ્રિઝમમાં કિરણોત્સર્ગને કારણે પ્રસરે છે. પ્રિઝમમાં શક્તિ વેવગાઇડ મોડના પ્રસાર અચળાંક અને પ્રિઝમના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ દ્વારા નિર્ધારિત ખૂણા પર સંમિશ્રિત બીમ તરીકે ઉભરી આવે છે. પ્રિઝમમાં કિરણોત્સર્ગ થાય છે કારણ કે વેવગાઇડ મોડની અવિકસિત પૂંછડી પ્રિઝમના તળિયે સ્પર્શે છે. વેવગાઇડ મોડ ટનલિંગ સ્તરમાંથી પસાર થાય છે. ફિલ્મમાં પ્રકાશનું કાર્યક્ષમ જોડાણ ત્યારે થાય છે જ્યારે પ્રિઝમની નીચેની બાજુએ મૂલ્યાંકન કરાયેલ ઇન્સિડેન્ટ બીમ (પ્રથમ આકૃતિમાં બતાવેલ ડાબી બાજુથી આવતા), પારસ્પરિક સમસ્યામાં વિકિરિત બીમ જેવો જ આકાર ધરાવે છે. જ્યારે ઇન્સિડેન્ટ બીમ અને રેસિપ્રોકલ વેવગાઇડ મોડ બંનેમાં પાવર નોર્મલાઇઝ થાય છે, ત્યારે ફ્રેક્શનલ કપલિંગ એમ્પ્લિટ્યુડ ઇન્સિડેન્ટ વેવ અને રેડિયેટેડ રેસિપ્રોકલ ફિલ્ડના ગુણાકાર પર ઇન્ટિગ્રલ તરીકે વ્યક્ત થાય છે. ઇન્ટિગ્રલ એ પ્રિઝમની નીચેની બાજુ પર લેવામાં આવેલ સપાટીનું ઇન્ટિગ્રલ છે. આવા ઇન્ટિગ્રલમાંથી આપણે ત્રણ મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ શોધી કાઢીએ છીએઃ ઇન્સિડેન્ટ પાવરના નોંધપાત્ર અપૂર્ણાંકમાં જોડી બનાવવા માટે, ઇન્સિડેન્ટ બીમ એ ખૂણા પર પહોંચવું આવશ્યક છે જે તેને વેવગાઇડ મોડ સાથે મેળ ખાતા તબક્કાને પ્રસ્તુત કરે છે. ફિલ્મમાં શરૂ કરાયેલ વેવગાઇડ મોડની ત્રાંસા વર્તણૂક (પ્રસારની દિશામાં ત્રાંસા) અનિવાર્યપણે ઇન્સિડેન્ટ બીમની હશે. જો ટનલિંગ સ્તરની જાડાઈ યોગ્ય રીતે ગોઠવવામાં આવે, તો સૈદ્ધાંતિક રીતે, બીમમાંના લગભગ તમામ પ્રકાશને વેવગાઇડ ફિલ્મમાં જોડવું શક્ય છે. ક્ષેત્રો માટે રજૂઆતના ત્રાંસા ભાગને દબાવવું, અને આકૃતિમાં ડાબી બાજુની દિશા તરીકે x લેવું. 1, પારસ્પરિક સમસ્યામાં વેવગાઇડ સ્થિતિ એકવિધ રીતે ઘટતું સ્વરૂપ લે છે જ્યાં α (x) એ ક્ષીણતા દર છે અને વેવગાઇડ સ્થિતિનો પ્રસાર અચળાંક છે. પ્રિઝમના તળિયે સંકળાયેલ ત્રાંસી ક્ષેત્ર એ નોર્મલાઇઝેશન કોન્સ્ટન્ટ સાથે સ્વરૂપ લે છે. ઇન્સિડેન્ટ બીમના ત્રાંસા ક્ષેત્રમાં તે સ્વરૂપ હશે જ્યાં f (x) એ સામાન્યીકૃત ગૌસીયન અથવા અન્ય બીમ સ્વરૂપ છે, અને βin એ ઇન્સિડેન્ટ બીમના પ્રસાર અચળાંકનો સમાંતર ઘટક છે. જ્યારે βin = βw હોય, ત્યારે એકીકરણથી જોડાણનું કંપનવિસ્તાર પ્રાપ્ત થાય છે. α (x) ને સમાયોજિત કરવાથી નોંધપાત્ર ભૂમિતિ-આધારિત વિવર્તનશીલ અસરોને બાદ કરતાં જોડાણને એકતાનો સંપર્ક કરવાની મંજૂરી મળે છે. ટિપ્પણીઓ ગૂસ-હેન્ચેન શિફ્ટ એ ઓપ્ટિકલ બીમના કેન્દ્ર બિંદુના વિસ્થાપનનું વર્ણન કરે છે જ્યારે તે વિવિધ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સના બે અર્ધ-અનંત પ્રદેશો વચ્ચેના ઇન્ટરફેસમાંથી કુલ પ્રતિબિંબમાંથી પસાર થાય છે. વિસ્થાપન સામાન્ય રીતે પ્રકાશની તરંગલંબાઇના ક્રમમાં હોય છે. જો સેન્ડવિચ માળખામાંથી બીમનું પ્રતિબિંબ જેમાં અર્ધ-અનંત પ્રિઝમ, ટનલિંગ સ્તર, વેવગાઇડ ફિલ્મ સ્તર અને અર્ધ-અનંત ગ્લાસ સ્લાઇડનો સમાવેશ થાય છે તેની તપાસ કરવામાં આવે, તો માર્ગદર્શિત તરંગના ઉત્તેજનાના પરિણામે પાળી ઘણી મોટી હોવાનું જાણવા મળશે. ઇન્સિડેન્ટ બીમના મધ્યબિંદુની બરાબર બહાર ઉપલા (પ્રિઝમ) પ્રદેશને સમાપ્ત કરવાથી ફિલ્મમાં વેવગાઇડ મોડમાં બીમના પ્રકાશને ફસાવવામાં આવે છે. ઇન્સિડેન્ટ બીમ દ્વારા માર્ગદર્શિત તરંગના ઉત્તેજનાને કપલ્ડ મોડ્સમાં સમસ્યા તરીકે પણ જોઈ શકાય છે, મોડ્સ વેવગાઇડ મોડ છે અને ઇન્સિડેન્ટ બીમ માટે રજૂઆત છે. કપલ્ડ મોડ માળખાની એક શાખામાં દાખલ કરવામાં આવેલી શક્તિ માળખા સાથે બીજી શાખામાં સ્થાનાંતરિત થઈ શકે છે. માપન કાર્યક્રમો પ્રિઝમ કપ્લર્સ એ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ/બાયરેફ્રિન્જન્સ અને ડાઇલેક્ટ્રિક અને પોલિમર ફિલ્મોની જાડાઈને માપવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા સાધનો છે. સામગ્રીના રીફ્રેક્ટિવ સૂચકાંકો પ્રસારિત ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશનની તરંગલંબાઇ પર આધાર રાખે છે, તેથી મોનોક્રોમેટિક લેસરનો ઉપયોગ જાણીતા રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સના પ્રિઝમ સાથે કરવામાં આવે છે. લેસર બીમ પ્રિઝમની એક બાજુથી નિર્દેશિત થાય છે, વળેલું હોય છે, અને સામાન્ય રીતે ફોટો ડિટેક્ટરમાં વિરુદ્ધ બાજુથી પાછું પ્રતિબિંબિત થાય છે. જો કે, ઘટના કોણ થીટાના ચોક્કસ મૂલ્યો પર, બીમ પાછું પ્રતિબિંબિત થતું નથી, પરંતુ તેના બદલે આધાર દ્વારા ફિલ્મના નમૂનામાં પ્રસારિત થાય છે. આ ખૂણાઓને "મોડ એંગલ" કહેવામાં આવે છે. કોમ્પ્યુટર સંચાલિત રોટરી ટેબલ લેસરના ઘટના કોણમાં ફેરફાર કરે છે. મળેલો પ્રથમ મોડ કોણ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ નક્કી કરે છે, અને એક મોડથી બીજા મોડમાં કોણનો તફાવત નમૂનાની જાડાઈ નક્કી કરે છે. પ્રિઝમ કપ્લર્સ વેવગાઇડના ક્રોસ-સેક્શન (એજ કપલિંગ) ને ખુલ્લા પાડ્યા વિના વેવગાઇડની અંદર અને બહાર પ્રકાશને જોડવાની પણ મંજૂરી આપે છે. આ હાંસલ કરવા માટે વેવગાઇડમાં mth મોડના પ્રસાર અચળાંક અને વેવગાઇડ સપાટીથી સામાન્ય ખૂણા પર આપતનાં પ્રકાશ વચ્ચે તબક્કા મેળ ખાતી સ્થિતિ જરૂરી છે. જ્યાં પ્રિઝમના રીફ્રેક્શનનો સૂચકાંક છે. જ્યાં હવાનો સૂચકાંક (~ 1) છે અને તે વેવગાઇડનો પ્રસાર અચળાંક છે. માર્ગદર્શિત સ્થિતિ રાખવા માટે,. આનો અર્થ એ થશે કે, જે શક્ય નથી. સંદર્ભો પ્રિઝમ (ઓપ્ટિક્સ)