جامع بھنور روشنی میں مقامی روشنی ماڈیولٹرز کا اطلاق

پس منظر

وورٹیکس مظاہر زندگی میں دیکھے جاتے ہیں، جیسے کہ باتھ ٹب کے بھنور جو پانی نکالتے وقت ہوتے ہیں، جاگنے والے بھور جو بحری جہازوں سے سفر کرتے وقت الگ ہوجاتے ہیں، طوفان، طوفان اور سمندر کی گردش۔ ورٹیکس لائٹ (مداری زاویہ مومینٹم لے جانے والی، او اے ایم) کو سب سے پہلے دریافت کیا گیا تھا اور بنیادی طور پر آپٹکس کے میدان میں لاگو کیا گیا تھا، یعنی، ورٹیکس فوٹون اور ورٹیکس بیم کی نسل، اور ورٹیکس بیم کا تصور سب سے پہلے Coullet et al نے تجویز کیا تھا۔ 1989 میں۔ 1922 میں، ایل ایلن وغیرہ۔ نظریاتی طور پر بنور بیم میں OAM کے وجود کو ثابت کیا، جس نے میدان کو دنیا کی صف اول میں دھکیل دیا۔

روایتی سنگل رِنگ ورٹیکس لائٹ کے مقابلے میں، کمپوزٹ ورٹیکس لائٹ (COV) ایک جامع لائٹ فیلڈ ہے جس میں متعدد وورٹیکس لائٹس شامل ہیں، اور اس طرح اس میں زیادہ پیچیدہ اور متنوع خصوصیات ہیں، جو مختلف شعبوں میں زیادہ متنوع ایپلی کیشن کی صلاحیت کی اجازت دیتی ہیں۔

مثال کے طور پر، ذرات کی ہیرا پھیری میں، جامع بھنور روشنی مختلف مداری کونیی مومینٹم کے ساتھ روشنی کی شعاعیں پیدا کر سکتی ہے، جس سے ذرات کی زیادہ پیچیدہ ہیرا پھیری ہو سکتی ہے۔ آپٹیکل کمیونیکیشن میں، کمپوزٹ وورٹیکس لائٹ اسی نظری راستے میں مزید معلومات کو منتقل کر سکتی ہے، جو آپٹیکل کمیونیکیشن کی صلاحیت کی مسلسل توسیع کے لیے بہت اہمیت کی حامل ہے۔

آپٹیکل فیلڈ کو ماڈیول کرنے کے مرکزی دھارے کے طریقوں میں سے ایک کے طور پر، مقامی لائٹ ماڈیولٹرز کو مختلف شعبوں میں وسیع پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے کیونکہ ان کے کام میں آسانی اور اچھے امیجنگ اثرات پیدا کرنے کی صلاحیت، اور وورٹیکس لائٹ پیدا کرنے کے لیے مقامی لائٹ ماڈیولٹرز کا استعمال آپٹیکل کمیونیکیشن اور پارٹیکل ہیرا پھیری دونوں میں وسیع اطلاق کا امکان رکھتا ہے۔

خلاصہ

آپٹیکل ورٹیکس ایک شہتیر ہے جس میں ہیلیکل فیز ویو فرنٹ کے ساتھ آربیٹل اینگولر مومینٹم (OAM) ہے جو مختلف ٹاپولوجیکل چارج نمبر لے سکتا ہے۔ ورٹیکس بیم ریسرچ میں حالیہ پیش رفت نے بیم ایپلی کیشنز میں انقلاب برپا کر دیا ہے جیسے ایڈوانس آپٹیکل ہیرا پھیری، اعلیٰ صلاحیت والی آپٹیکل کمیونیکیشنز، اور سپر ریزولوشن امیجنگ۔ اس میں کوئی شک نہیں کہ ورٹیکس بیم کی تیاری اور پتہ لگانے کے طریقے بھنور بیم ایپلی کیشنز کے لیے اہم ہیں۔

نسل کا اصول

مقامی روشنی پر مبنی جنریشن کے طریقوں میں بنیادی طور پر سرپل فیز پلیٹ کا طریقہ، مقامی روشنی ماڈیولر طریقہ، ہولوگرافک گریٹنگ کا طریقہ، اور کالم لینس کا طریقہ شامل ہے۔ ان میں، ایک مقامی روشنی ماڈیولیٹر ایک آپٹو الیکٹرانک ڈیوائس ہے جو کچھ یا تمام جسمانی معلومات جیسے کہ روشنی کی لہر کی طول و عرض، مرحلہ، اور پولرائزیشن حالت کو مقامی طور پر ماڈیول کر سکتا ہے۔

مائع کرسٹل کے الیکٹرو آپٹیکل اثر کا استعمال کرتے ہوئے، مقامی روشنی ماڈیولیٹر کو واقعہ روشنی کی لہر کے طول و عرض اور مرحلے کو ماڈیول کرنے کے لیے محسوس کیا جا سکتا ہے، تاکہ روشنی کی لہر لہر کے سامنے کی تبدیلی کا احساس کر سکے۔ مقامی روشنی ماڈیولیٹر کو یا تو ہولوگرام لوڈ کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے تاکہ بھنور کی روشنی بنائی جا سکے، یا اختیاری طور پر ہیلیکل فیز پلیٹ سے فیز کی معلومات داخل کرنے کے لیے۔

مختلف ٹاپولوجیکل چارج نمبروں کے مطابق بنور بیم (اندرونی پیمائش سے تصویر)

تجرباتی احساس

اس تجربے میں، استعمال کرنے کے لیے منتخب کردہ لیزر ایک He-Ne لیزر ہے جس کی طول موج 632.8 nm ہے۔ تجرباتی نظری راستہ نیچے دی گئی تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ لیزر پہلے ایک کولیمیٹڈ بیم پھیلانے والے نظام سے گزرتا ہے تاکہ فلیٹ ٹاپ لائٹ فیلڈ کے قریب ایک بڑے فارمیٹ کی شکل اختیار کر سکے، اور پھر مقامی لائٹ ماڈیولیٹر تک پہنچنے سے پہلے پولرائزر سے گزرتا ہے، جہاں مقامی لائٹ ماڈیولر کے سامنے فوری طور پر ایک لائٹ شیلڈ رکھی جاتی ہے۔

ماسک کے ذریعے روشنی کی شدت کو ماڈیول کرنے کے بعد لیزر لائٹ مقامی روشنی ماڈیولر تک پہنچ جاتی ہے۔ فیز ماڈیولیشن کے بعد، لیزر دوسرے پولرائزر پر جھلکتا ہے، اور تجرباتی نتائج اس پولرائزر کے بعد دیکھے جا سکتے ہیں۔ یہاں، چونکہ مقامی لائٹ ماڈیولیٹر کا امیجنگ ایریا 15.36mm×8.64mm ہے، جو کہ CCD کے امیج حاصل کرنے والے علاقے سے بہت بڑا ہے، اس لیے تصویر CCD کو 4f سسٹم کے ذریعے موصول ہوتی ہے۔

تجرباتی آلہ

اس تجربے میں استعمال ہونے والا مقامی روشنی ماڈیولیٹر ہمارا FSLM-2K70-P02 ہے، اور اس کے بنیادی پیرامیٹرز درج ذیل ہیں:

نتائج

(a)-(d) روشنی کی شدت کی تقسیم کو ظاہر کرتا ہے جب ٹاپولوجیکل چارجز بالترتیب 2,5, -5,10 ہوتے ہیں۔

اعداد و شمار (a) (b) ایک ہی انگوٹھی کی چوڑائی کے ساتھ دو کنڈلی سرپل فیز پلیٹ (ASPP) شیڈز دکھاتے ہیں لیکن مبہم مراکز کے ساتھ مختلف ریڈیائی۔ دونوں میں سے r1, r2 1.2mm,2.4mm; بالترتیب 2.4 ملی میٹر، 3.6 ملی میٹر۔

اعداد و شمار (c)(d) اسپیشل لائٹ ماڈیولیٹر کے ٹاپولوجیکل چارج کو 2 پر سیٹ کرکے اور اسپیشل لائٹ ماڈیولیٹر کے سامنے مختلف لائٹ ماسک رکھ کر حاصل کردہ تصاویر کو دکھاتے ہیں۔ اعداد و شمار (e) (f) ٹاپولوجیکل چارج نمبر 10 پر سیٹ کرنے کے بعد مشاہدہ کی گئی تصاویر کو دکھاتے ہیں۔

تصویر (a) کمپوزٹ ورٹیکس لائٹ جنریشن ڈیوائس کے شیڈز کو دکھاتا ہے۔

شکل (b) روشنی کی شدت کی تقسیم کو ظاہر کرتی ہے جب اندرونی اور بیرونی ٹاپولوجیکل چارجز بالترتیب 1 اور 3 ہوتے ہیں۔

تصویر (c) روشنی کی شدت کی تقسیم کو ظاہر کرتا ہے جب ٹاپولوجیکل چارج نمبر مستقل ہوتا ہے اور مبہم پٹی کو ہٹا دیا جاتا ہے۔

شکل (d) روشنی کی شدت کی تقسیم کو ظاہر کرتی ہے جب ٹاپولوجیکل چارجز کو مستقل رکھا جاتا ہے اور سٹرپس کو شفاف چارجز سے تبدیل کیا جاتا ہے۔

اعداد و شمار (e) اور (f) روشنی کی شدت کی تقسیم کو ظاہر کرتے ہیں جب اندرونی اور بیرونی ٹاپولوجیکل چارجز 5,1 ہوتے ہیں؛ بالترتیب 20،1۔

نتیجہ

روشنی کی شدت اور فیز کی ماڈیولیشن کو لائٹ ماسک اور فیز ٹائپ اسپیشل لائٹ ماڈیولیٹر کو ملا کر محسوس کیا جاتا ہے، اور کمپوزٹ وورٹیکس لائٹ جنریشن ڈیوائس کی COVs پیدا کرنے کی صلاحیت اور اس کی خصوصیات کی تجرباتی طور پر تصدیق کی جاتی ہے، ساتھ ہی اسپائرل فیز پلیٹ (SPP) کی خصوصیات، اور ppiral ASPP کی خصوصیات۔ بنور روشنی.

اس کاغذ میں ڈیزائن کیا گیا کمپوزٹ وورٹیکس لائٹ جنریشن ڈیوائس استعمال کی ضروریات کے مطابق کسی بھی تعداد میں مرتکز حلقے بنا سکتی ہے۔ اس جامع بھنور کی روشنی میں آپٹیکل کمیونیکیشنز اور پارٹیکل ہیرا پھیری کے شعبوں میں ایپلی کیشنز کی ایک وسیع رینج ہوگی۔