طول و عرض کی قسم کے مقامی روشنی ماڈیولٹرز پر مبنی مضبوط اور اعلی کنٹراسٹ ملٹی فوکل فوکسنگ طریقہ

پس منظر کا تعارف:

آپٹیکل بکھرنا فطرت میں ایک وسیع پیمانے پر جسمانی رجحان ہے، اور روشنی بکھرنے کی وجہ میڈیا میں روشنی کے پھیلاؤ کے راستوں کی پیچیدگی اور اسپیٹیو-وقتی غیر ہم آہنگی کی وجہ سے ہے، مثال کے طور پر، ساختی خرابی اور غیر ہم آہنگی پیچیدہ فوٹوونک میڈیا جیسے حیاتیاتی نمونے اور سفید پینٹ میں بڑے پیمانے پر موجود ہیں۔ روشنی ناگزیر طور پر متعدد بار بکھر جاتی ہے کیونکہ یہ بے ترتیب میڈیم سے گزرتی ہے، لیکن روشنی کی مداخلت کی معلومات برقرار رہتی ہے۔ بکھری ہوئی روشنی کی مداخلت کا مطالعہ بہت اہمیت کا حامل ہے، مثال کے طور پر، اینڈرسن لوکلائزیشن، کوہرنٹ بیک سکیٹرنگ (سی بی ایس)، اور بے ترتیب لیزر مظاہر کو بکھری ہوئی روشنی کی مداخلت کا مطالعہ کرکے دریافت کیا گیا ہے۔ خاص طور پر، یہ دکھایا گیا ہے کہ ریئل ٹائم فیڈ بیک یا ٹرانسمیشن میٹرکس کی پیمائش کے ذریعے ویو فرنٹ شیپنگ (WFS) تکنیک کی مدد سے متعدد بکھری ہوئی روشنی کا فعال کنٹرول حاصل کیا جا سکتا ہے۔ بکھری ہوئی روشنی کو واقعے کی روشنی کے ویو فرنٹ پر کچھ مخصوص فیز موڈز لوڈ کر کے ہیرا پھیری کی جاتی ہے، جو بکھرنے کے پیچیدہ عمل کی بنیادی جسمانی خصوصیات کو ظاہر کرنے کی صلاحیت فراہم کرتی ہے، جیسے اندرونی چینلز کو کھولنا/ بند کرنا، بکھرنے والے میڈیم کے اندر توانائی میں اضافہ، اور ٹرانسمیشن eigenchannel کی ٹرانسورس لوکلائزیشن۔ اس کے علاوہ، بکھری ہوئی روشنی کے کنٹرول میں آپٹیکل امیجنگ، آپٹیکل کمیونیکیشن، نان لائنر آپٹکس، اور بائیو میڈیسن میں بہت اہم ایپلی کیشنز ہیں۔

مقامی روشنی ماڈیولر کام کرنے کے اصول:

طول و عرض کی قسم کے مقامی لائٹ ماڈیولیٹر TSLM023-A کا ڈسپلے ایک مڑا ہوا نیومیٹک پینل (TN پینل) ہے، جو ایک مائع کرسٹل آپریٹنگ موڈ ہے جس میں گھومنے والا اثر ہے جو روشنی کے پولرائزیشن کی سمت کو تبدیل کر سکتا ہے۔ مائع کرسٹل کے انحراف زاویہ کو تبدیل کرنے کے لیے مائع کرسٹل مالیکیولز پر بجلی لگانے سے، اسپننگ اثر کی طاقت کو ایڈجسٹ کیا جاتا ہے، اور پولرائزیشن ڈیوائس کے ساتھ مل کر طول و عرض کی ماڈیولیشن حاصل کی جا سکتی ہے۔ birefringence اثر اور اسپن اثر کا یہ عمل ایک ساتھ رہتا ہے، مائع کرسٹل کی موٹائی میں اضافہ birefringence اثر کو کمزور بنا سکتا ہے، تاکہ خالص طول و عرض ماڈیولیشن حاصل ہو سکے۔ جب مائع کرسٹل باکس کی موٹائی کافی بڑی ہوتی ہے، اور مائع کرسٹل مالیکیول کا جھکاؤ کا زاویہ کم ہوتا ہے، صرف فیز ماڈیولیشن، کوئی طول و عرض ماڈیولیشن نہیں؛ مائع کرسٹل مالیکیول میں جھکاؤ کا زاویہ بڑا ہے، طول و عرض کی ماڈیولیشن ہوگی، اس وقت طول و عرض اور فیز ماڈیولیشن ایک ہی وقت میں، مائع کرسٹل جھکاؤ کا زاویہ مائع کرسٹل مالیکیول پر پکسل وولٹیج کے فیصلے کے دونوں سروں پر لوڈ ہوتا ہے، اس لیے مائع کرسٹل رینج کا تعین ہوتا ہے۔ کرسٹل ڈیوائس جو طول و عرض ماڈیولیشن یا فیز ماڈیولیشن ایریا میں کام کر رہی ہے۔ لہذا، TSLM023-A کا استعمال کرتے ہوئے بھری ہوئی تصویر کو تبدیل کرکے کچھ فیز ماڈیولیشن بھی حاصل کی جاسکتی ہے۔

اس مضمون کا اہم تحقیقی کام:

مضمون میں استعمال شدہ تجرباتی سیٹ اپ تصویر 1 میں دکھایا گیا ہے، جہاں 532 nm روشنی کی توسیع شدہ بیم کو طول و عرض پر مبنی مقامی روشنی ماڈیولیٹر (CSCS TSLM023-A) سے گزر کر ہولوگرافی کا استعمال کرتے ہوئے ویو فرنٹ کے خالص فیز کنٹرول حاصل کیا جاتا ہے۔ ویو فرنٹ کے انفرادی مراحل کو کنٹرول کرنے کے لیے SLM پر M پکسلز کا استعمال کیا جاتا ہے، اور ایک پکسل کا سائز 26 um ہے، منتقل شدہ روشنی کے قابل کنٹرول پوائنٹس کی کل تعداد پکسلز کی تعداد کے مساوی ہے، یعنی ہدف کے علاقے کا سائز SLM پکسلز کی تعداد کے مساوی ہے اور پیمائش کے ساتھ اعلی درجے کی پیمائش کے ذریعے پکسلز کی پیمائش ہوتی ہے۔ ٹارگٹ پیٹرن کا عرض بلد ویکٹر۔

تصویر 1 تجرباتی سیٹ اپ۔ ڈیشڈ باکس میں، بکھرنے والے نمونے کو سفید کاغذ پر سیاہ سلاخوں کے ساتھ رکھا جاتا ہے، جس سے ظاہر ہوتا ہے کہ نمونہ روشنی کو مضبوطی سے بکھیرتا ہے۔

تصویر 2. نقلی نتائج۔ ٹائم ریورسل WFS (a) کے ساتھ تین فوکسنگ پیٹرن اور فیڈ بیک WFS (c) کے ساتھ، جو کہ (b) اور (d) میں پہلے سمولیشن کے نتیجے سے مطابقت رکھتا ہے۔

بالترتیب ٹائم ریورسل WFS (b) اور فیڈ بیک WFS (d) کے ساتھ دس مختلف سمولیشنز میں تعمیر شدہ تین فوکسنگ پیٹرن کا چوٹی سے پس منظر کا تناسب (𝜂)۔

تصویر 3۔ تجرباتی نتائج۔ (a) WFS سے پہلے ہدف کے علاقے کے اندر منتقل شدہ روشنی کی پیمائش شدہ شدت کا نمونہ۔ (b) فیڈ بیک WFS کا کنورجنسی وکر۔ (c) WFS کے بعد، تین فوکس پہلے سے طے شدہ پوزیشنوں پر بنائے جاتے ہیں۔ (d) 10 مختلف تجربات میں تعمیر شدہ تین فوکسنگ پیٹرن کا چوٹی سے پس منظر کا تناسب (𝜂)۔ (e) چوٹی سے پس منظر کا تناسب توجہ مرکوز کی تعداد کے ساتھ تبدیل ہوتا ہے۔

مضمون میں تجویز کردہ ریئل ٹائم فیڈ بیک ڈبلیو ایف ایس سسٹم نہ صرف پہلے سے متعین مقام پر پھیلاؤ کی حد میں متعدد فوکسنگ پوائنٹس کو کامیابی کے ساتھ تعمیر کرتا ہے، بلکہ بیک گراؤنڈ فیلڈ کی طرف سے حوصلہ افزائی کرنے والے فوکسنگ اسپاٹ تک بے ترتیب رکاوٹوں کو بھی نمایاں طور پر دباتا ہے، جس سے توقع کی جاتی ہے کہ بکھری ہوئی روشنی کے متعدد فوکسنگ پوائنٹس کا ادراک کیا جائے گا، جس کے نتیجے میں ایک دوسرے کی سمت میں تبدیلی ہوسکتی ہے۔ آپٹیکل ہیرا پھیری، اور روشنی اور مادے کے درمیان تعامل۔

اس تجربے میں استعمال ہونے والے CSCS ٹرانسمیٹڈ اسپیشل لائٹ ماڈیولیٹر TSLM023-A کے پیرامیٹر کی وضاحتیں حسب ذیل ہیں:

آخر میں لکھا:

ٹرانسمیسیو اسپیشل لائٹ ماڈیولرز کے پاس آپٹکس اور آپٹو الیکٹرانکس کے میدان میں ایپلی کیشنز کی ایک وسیع رینج ہے، جس میں آپٹیکل امیجنگ، آپٹیکل کمیونیکیشن، آپٹیکل انفارمیشن پروسیسنگ، آپٹیکل سینسنگ، آپٹیکل انفارمیشن سٹوریج وغیرہ جیسے مختلف پہلوؤں کا احاطہ کیا گیا ہے، جو آپٹیکل ٹیکنالوجی کی ترقی اور اختراع کے لیے اہم معاونت اور محرک فراہم کرتے ہیں۔