Wavefront
طبیعیات میں، وقت کے لحاظ سے مختلف لہر کے میدان کا ویو فرنٹ ایک ہی مرحلے والے تمام نکات کا سیٹ (لوکس) ہوتا ہے۔ یہ اصطلاح عام طور پر صرف ان شعبوں کے لیے معنی خیز ہوتی ہے جو، ہر نقطہ پر، ایک ہی عارضی تعدد کے ساتھ وقت کے لحاظ سے مختلف ہوتے ہیں (بصورت دیگر مرحلے کی اچھی طرح سے وضاحت نہیں کی جاتی ہے)۔ لہر کے محاذ عام طور پر وقت کے ساتھ حرکت کرتے ہیں۔ یک جہتی میڈیم میں پھیلنے والی لہروں کے لیے، لہر کے محاذ عام طور پر واحد نکات ہوتے ہیں۔ وہ دو جہتی میڈیم میں منحنی خطوط ہوتے ہیں، اور تین جہتی میڈیم میں سطحیں ہوتی ہیں۔ سینوسائڈل طیارہ لہر کے لیے، لہر کے محاذ پھیلاؤ کی سمت پر عمودی طیارے ہوتے ہیں، جو لہر کے ساتھ مل کر اس سمت میں حرکت کرتے ہیں۔ سینوسائڈل کروی لہر کے لیے، لہر کے محاذ کروی سطحیں ہوتی ہیں جو اس کے ساتھ پھیلتی ہیں۔ اگر لہر کے محاذ کے مختلف مقامات پر پھیلاؤ کی رفتار مختلف ہے، تو لہر کے محاذوں کی شکل اور/یا سمت اضطراب کے ذریعے تبدیل ہو سکتی ہے۔ خاص طور پر، لینس آپٹیکل ویو فرنٹس کی شکل کو پلینر سے گول، یا اس کے برعکس تبدیل کر سکتے ہیں۔ کلاسیکی طبیعیات میں، تفریق کے رجحان کو ہیوجینز-فریسنل اصول کے ذریعے بیان کیا جاتا ہے جو پھیلتے ہوئے لہر کے محاذ میں ہر نقطہ کو انفرادی کروی لہروں کے مجموعے کے طور پر پیش کرتا ہے۔ خصوصیت موڑنے کا نمونہ سب سے زیادہ واضح ہوتا ہے جب کسی مربوط ماخذ (جیسے لیزر) سے آنے والی لہر کا سامنا ایک پھسلن/یپرچر سے ہوتا ہے جو سائز میں اس کی طول موج سے موازنہ کرتا ہے، جیسا کہ داخل کردہ تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ یہ ویو فرنٹ (یا، مساوی طور پر، ہر ویولیٹ) پر مختلف نکات کے اضافے، یا مداخلت کی وجہ سے ہے جو رجسٹریشن کی سطح تک مختلف لمبائی کے راستوں سے سفر کرتے ہیں۔ اگر متعدد، قریب سے وقفے والے افتتاحی ہیں (مثال کے طور پر، ایک ڈفریکشن گریٹنگ)، مختلف شدت کا ایک پیچیدہ نمونہ نتیجہ بن سکتا ہے۔ سادہ لہر کے محاذوں اور پھیلاؤ نظری نظاموں کو میکسویل کی مساوات کے ساتھ بیان کیا جا سکتا ہے، اور لکیری پھیلاؤ والی لہروں جیسے آواز یا الیکٹران بیم کی لہر مساوات ایک جیسی ہوتی ہیں۔ تاہم، مذکورہ بالا آسانیوں کو دیکھتے ہوئے، ہیوجینز کا اصول مثال کے طور پر، خالی جگہ کے ذریعے لہر کے محاذ کے پھیلاؤ کی پیش گوئی کرنے کا ایک تیز طریقہ فراہم کرتا ہے۔ تعمیر اس طرح ہے: لہر کے محاذ پر ہر نقطہ کو ایک نیا نقطہ ماخذ سمجھا جائے۔ ہر پوائنٹ سورس سے کل اثر کا حساب لگا کر، نئے پوائنٹس پر نتیجے میں آنے والے فیلڈ کا حساب لگایا جا سکتا ہے۔ کمپیوٹیشنل الگورتھم اکثر اس نقطہ نظر پر مبنی ہوتے ہیں۔ سادہ لہر کے محاذوں کے لیے مخصوص معاملات کا براہ راست حساب لگایا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، ایک کروی لہر کا محاذ کروی رہے گا کیونکہ لہر کی توانائی کو تمام سمتوں میں یکساں طور پر لے جایا جاتا ہے۔ توانائی کے بہاؤ کی ایسی سمت، جو ہمیشہ لہر کے سامنے پرپینڈکولر ہوتی ہیں، ایک سے زیادہ لہر کے محاذ بنانے والی کرنیں کہلاتی ہیں۔ لہر کے محاذ کی سب سے آسان شکل طیارہ لہر ہے، جہاں کرنیں ایک دوسرے کے متوازی ہوتی ہیں۔ اس قسم کی لہر سے نکلنے والی روشنی کو کولیمیٹڈ لائٹ کہا جاتا ہے۔ طیارہ لہر کا محاذ ایک بہت بڑے کروی لہر کے محاذ کے سطح کے حصے کے لیے ایک اچھا نمونہ ہے۔ مثال کے طور پر، سورج کی روشنی زمین سے ایک کروی لہر کے محاذ سے ٹکراتی ہے جس کا رداس تقریبا 150 ملین کلومیٹر (1 اے یو) ہے۔ بہت سے مقاصد کے لیے، اس طرح کے لہر کے محاذ کو زمین کے قطر کے فاصلے پر طیارہ سمجھا جا سکتا ہے۔ ویو فرنٹ ایک آئسوٹروپک میڈیم میں تمام سمتوں میں روشنی کی رفتار کے ساتھ سفر کرتے ہیں۔ ویو فرنٹ کی پیمائش یا پیش گوئیوں کو استعمال کرنے والے طریقوں کو لینس آپٹکس کے لیے ایک جدید نقطہ نظر سمجھا جا سکتا ہے، جہاں لینس کی موٹائی یا خامیوں کی وجہ سے ایک واحد فوکل فاصلہ موجود نہیں ہو سکتا ہے۔ مینوفیکچرنگ کی وجوہات کی بناء پر، ایک کامل لینس کی سطح کی شکل کروی (یا ٹورائڈل) ہوتی ہے، حالانکہ نظریاتی طور پر، مثالی سطح ایسفرک ہوگی۔ نظری نظام میں اس طرح کی خامیاں اس کا سبب بنتی ہیں جسے نظری انحراف کہا جاتا ہے۔ سب سے مشہور انحراف میں کروی انحراف اور کوما شامل ہیں۔ تاہم انحراف کے زیادہ پیچیدہ ذرائع ہو سکتے ہیں جیسے کہ ایک بڑی دوربین میں ماحول کے اضطراب کے اشاریہ میں مقامی تغیرات کی وجہ سے۔ آپٹیکل سسٹم میں ویو فرنٹ کا مطلوبہ کامل پلانر ویو فرنٹ سے انحراف ویو فرنٹ انحراف کہلاتا ہے۔ ویو فرنٹ انحراف کو عام طور پر یا تو نمونے والی تصویر یا دو جہتی کثیر الجہتی اصطلاحات کے مجموعے کے طور پر بیان کیا جاتا ہے۔ آپٹیکل سسٹمز میں بہت سی ایپلی کیشنز کے لیے ان انحراف کو کم سے کم کرنا مطلوب سمجھا جاتا ہے۔ ویو فرنٹ سینسر اور تعمیر نو کی تکنیک ویو فرنٹ سینسر ایک ایسا آلہ ہے جو آپٹیکل سسٹم میں آپٹیکل کوالٹی یا اس کی کمی کو بیان کرنے کے لیے ایک مربوط سگنل میں ویو فرنٹ انحراف کی پیمائش کرتا ہے۔ بہت سی ایپلی کیشنز ہیں جن میں انکولی آپٹکس، آپٹیکل میٹرولوجی اور یہاں تک کہ خود آنکھ میں انحراف کی پیمائش بھی شامل ہے۔ اس نقطہ نظر میں، ایک کمزور لیزر ماخذ کو آنکھ میں بھیجا جاتا ہے اور ریٹنا سے نکلنے والی عکاسی کا نمونہ لیا جاتا ہے اور اس پر کارروائی کی جاتی ہے۔ مرحلے کی سافٹ ویئر کی تعمیر نو کا ایک اور اطلاق انکولی آپٹکس کے استعمال کے ذریعے دوربینوں کا کنٹرول ہے۔ ریاضیاتی تکنیکیں جیسے فیز امیجنگ یا کرویچر سینسنگ بھی لہر کے سامنے کے تخمینے فراہم کرنے کی صلاحیت رکھتی ہیں۔ یہ الگورتھم خصوصی ویو فرنٹ آپٹکس کی ضرورت کے بغیر مختلف فوکل طیاروں پر روایتی برائٹ فیلڈ امیجز سے ویو فرنٹ امیجز کا حساب لگاتے ہیں۔ اگرچہ شیک-ہارٹمین لینسلیٹ صفوں کو لینسلیٹ صف کے سائز کے لیٹرل ریزولوشن میں محدود کیا جاتا ہے، لیکن اس طرح کی تکنیکیں صرف لہر کے سامنے کی پیمائش کا حساب لگانے کے لیے استعمال ہونے والی ڈیجیٹل تصاویر کے ریزولوشن سے محدود ہوتی ہیں۔ اس نے کہا، وہ ویو فرنٹ سینسر لکیریٹی کے مسائل سے دوچار ہیں اور اس لیے مرحلے کی پیمائش کے لحاظ سے اصل ایس ایچ ڈبلیو ایف ایس کے مقابلے میں بہت کم مضبوط ہیں۔ ویو فرنٹ سینسر کی کئی قسمیں ہیں، جن میں شامل ہیں: شیک-ہارٹ مین ویو فرنٹ سینسر: شیک-ہارٹ مین لینسلیٹ صف کا استعمال کرتے ہوئے ایک بہت ہی عام طریقہ۔ فیز شفٹنگ شلیرین تکنیک ویو فرنٹ کرویچر سینسر: جسے روڈیئر ٹیسٹ بھی کہا جاتا ہے۔ اس سے اچھی اصلاح ہوتی ہے لیکن ابتدائی نقطہ کے طور پر پہلے سے ہی اچھے نظام کی ضرورت ہوتی ہے۔ پرامڈ ویو فرنٹ سینسر کامن پاتھ انٹرفیرومیٹر فوکو چاقو کنارے ٹیسٹ ملٹی لیٹرل شیئرنگ انٹرفیرومیٹر رونچی ٹیسٹر شیئرنگ انٹرفیرومیٹر اگرچہ مائیکلسن انٹرفیرومیٹر جیسے طول و عرض کو تقسیم کرنے والے انٹرفیرومیٹر کو ویو فرنٹ سینسر کہا جا سکتا ہے، لیکن یہ اصطلاح عام طور پر ان آلات پر لاگو ہوتی ہے جن میں مداخلت کے لیے بے ترتیب حوالہ بیم کی ضرورت نہیں ہوتی ہے۔ مزید پڑھنے والی نصابی کتابیں اور کتابیں جدید طبیعیات کے تصورات (چوتھا ایڈیشن)، اے بیزر، فزکس، میک گرا ہل (انٹرنیشنل)، 1987، فزکس ود ماڈرن ایپلی کیشنز، ایل ایچ گرین برگ، ہولٹ سانڈرز انٹرنیشنل ڈبلیو بی سانڈرز اینڈ کمپنی، 1978، پرنسپل آف فزکس، جے۔ بی۔ ماریون، ڈبلیو۔ ایف۔ ہورنیاک، ہولٹ-سانڈرز انٹرنیشنل سانڈرز کالج، 1984، انٹروڈکشن ٹو الیکٹرو ڈائنامکس (تیسرا ایڈیشن)، ڈی۔ جے۔ گریفتھس، پیئرسن ایجوکیشن، ڈورلنگ کنڈرزلی، 2007، لائٹ اینڈ میٹر: الیکٹرو میگنیٹزم، آپٹکس، سپیکٹروسکوپی اینڈ لیزرز، وائی۔ بی۔ بینڈ، جان ولی اینڈ سنز، 2010، دی لائٹ فینٹاسٹک-انٹروڈکشن ٹو کلاسک اینڈ کوانٹم آپٹکس، آئی آر کینین، آکسفورڈ یونیورسٹی پریس، 2008، میک گرا ہل انسائیکلوپیڈیا آف فزکس (دوسرا ایڈیشن)، سی بی پارکر، 1994، جرنلز ویو فرنٹ ٹپ/ٹیلٹ تخمینہ ڈیفوکسڈ امیجز سے بیرونی لنکس لائٹ پائپس-فری یونکس ویو فرنٹ پروپیگنڈیشن سافٹ ویئر اے او ٹیوٹوریل: ویو فرنٹ سینسرز ویو فرنٹ سینسنگ: اسٹیبلشمنٹ ریسرچ گروپس اور کمپنیاں جو ویو فرنٹ سینسنگ اور انکولی آپٹکس میں دلچسپی رکھتی ہیں۔ آپٹکس لہریں