مطلوبہ الفاظ: VPH سالڈ فیز ہولوگرافک گریٹنگ، ٹرانسمیٹینس سپیکٹرو فوٹومیٹر، ریفلیکٹنس سپیکٹرومیٹر، Czerny-Turner آپٹیکل پاتھ۔
1. جائزہ
فائبر آپٹک اسپیکٹومیٹر کو ریفلیکشن اور ٹرانسمیشن کے طور پر درجہ بندی کیا جا سکتا ہے، ڈفریکشن گریٹنگ کی قسم کے مطابق۔ایک تفاوت گریٹنگ بنیادی طور پر ایک نظری عنصر ہے، جس میں سطح یا اندرونی طور پر یکساں فاصلہ والے نمونوں کی ایک بڑی تعداد ہوتی ہے۔یہ ایک اہم جزو فائبر آپٹک سپیکٹرومیٹر ہے۔جب روشنی ان گریٹنگ کے ساتھ تعامل کرتی ہے، تو روشنی کے پھیلاؤ کے نام سے جانے والے رجحان کے ذریعے مختلف طول موج کے ذریعے متعین الگ زاویوں میں پھیل جاتی ہے۔
اوپر: امتیازی عکاسی کرنے والا سپیکٹرومیٹر (بائیں) اور ٹرانسمیٹینس سپیکٹرومیٹر (دائیں)
ڈفریکشن گریٹنگز کو عام طور پر دو اقسام میں درجہ بندی کیا جاتا ہے: ریفلیکشن اور ٹرانسمیشن گریٹنگ۔ریفلیکشن گریٹنگز کو مزید ہوائی جہاز کی عکاسی گریٹنگز اور کنکیو گریٹنگز میں تقسیم کیا جا سکتا ہے، جبکہ ٹرانسمیشن گریٹنگز کو گروو ٹائپ ٹرانسمیشن گریٹنگز اور والیوم فیز ہولوگرافک (VPH) ٹرانسمیشن گریٹنگز میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔یہ مضمون بنیادی طور پر ہوائی جہاز کے بلیز گریٹنگ قسم کی عکاسی اسپیکٹومیٹر اور VPH گریٹنگ قسم کے ٹرانسمیٹینس سپیکٹرومیٹر کو متعارف کرایا ہے۔
اوپر: ریفلیکشن گریٹنگ (بائیں) اور ٹرانسمیشن گریٹنگ (دائیں)۔
اب زیادہ تر اسپیکٹومیٹر پرزم کی بجائے گریٹنگ ڈسپریشن کا انتخاب کیوں کرتے ہیں؟یہ بنیادی طور پر گریٹنگ کے سپیکٹرل اصولوں سے طے ہوتا ہے۔گریٹنگ پر فی ملی میٹر لائنوں کی تعداد (لائن کی کثافت، یونٹ: لائنز/ملی میٹر) گریٹنگ کی سپیکٹرل صلاحیتوں کا تعین کرتی ہے۔ایک اعلی گریٹنگ لائن کی کثافت کے نتیجے میں مختلف طول موجوں کی روشنی کے زیادہ سے زیادہ پھیلنے کے نتیجے میں گریٹنگ سے گزرتے ہیں، جس سے آپٹیکل ریزولوشن زیادہ ہوتا ہے۔عام طور پر، دستیاب اور گریٹنگ نالی کی کثافت میں 75، 150، 300، 600، 900، 1200، 1800، 2400، 3600، وغیرہ شامل ہیں، جو مختلف اسپیکٹرل رینجز اور ریزولوشنز کی ضروریات کو پورا کرتے ہیں۔جبکہ، پرزم سپیکٹروسکوپی شیشے کے مواد کے پھیلاؤ سے محدود ہے، جہاں شیشے کی منتشر خاصیت پرزم کی سپیکٹروسکوپک صلاحیت کا تعین کرتی ہے۔چونکہ شیشے کے مواد کی منتشر خصوصیات محدود ہیں، اس لیے مختلف اسپیکٹرل ایپلی کیشنز کی ضروریات کو لچکدار طریقے سے پورا کرنا مشکل ہے۔لہذا، یہ تجارتی چھوٹے فائبر آپٹک سپیکٹرو میٹر میں شاذ و نادر ہی استعمال ہوتا ہے۔
کیپشن: اوپر دیے گئے خاکے میں مختلف گریٹنگ نالی کی کثافت کے اسپیکٹرل اثرات۔
یہ اعداد و شمار شیشے کے ذریعے سفید روشنی کی بازی اسپیکٹومیٹری اور ایک گریٹنگ کے ذریعے پھیلاؤ اسپیکٹومیٹری کو دکھاتا ہے۔
گریٹنگز کی ترقی کی تاریخ، کلاسک "ینگز ڈبل سلٹ تجربہ" سے شروع ہوتی ہے: 1801 میں، برطانوی ماہر طبیعیات تھامس ینگ نے ایک ڈبل سلٹ تجربے کا استعمال کرتے ہوئے روشنی کی مداخلت کو دریافت کیا۔ڈبل سلٹ سے گزرنے والی یک رنگی روشنی باری باری روشن اور سیاہ کنارے کی نمائش کرتی ہے۔ڈبل سلٹ تجربے نے پہلے توثیق کی کہ روشنی پانی کی لہروں (روشنی کی لہر کی نوعیت) جیسی خصوصیات کو ظاہر کرتی ہے، جس سے طبیعیات کی کمیونٹی میں ایک سنسنی پھیل جاتی ہے۔اس کے بعد، متعدد طبیعیات دانوں نے ایک سے زیادہ سلٹ مداخلت کے تجربات کیے اور گریٹنگز کے ذریعے روشنی کے پھیلاؤ کے رجحان کا مشاہدہ کیا۔بعد میں، فرانسیسی ماہر طبیعیات فریسنل نے ان نتائج کو کھینچتے ہوئے، جرمن سائنسدان ہیوگینس کی پیش کردہ ریاضی کی تکنیکوں کو ملا کر گریٹنگ ڈفریکشن کا بنیادی نظریہ تیار کیا۔
یہ اعداد و شمار ینگ کی بائیں طرف دوہری سلٹ مداخلت کو ظاہر کرتا ہے، باری باری روشن اور سیاہ کنارے کے ساتھ۔ملٹی سلٹ ڈفریکشن (دائیں)، مختلف آرڈرز پر رنگین بینڈز کی تقسیم۔
2. عکاس سپیکٹرو میٹر
ریفلیکشن اسپیکٹرو میٹر عام طور پر ایک آپٹیکل پاتھ استعمال کرتے ہیں جو ہوائی جہاز کے ڈفریکشن گریٹنگ اور مقعر آئینے پر مشتمل ہوتا ہے، جسے Czerny-Turner آپٹیکل پاتھ کہا جاتا ہے۔یہ عام طور پر ایک سلٹ، ایک ہوائی جہاز کے بلیز گریٹنگ، دو مقعر آئینے، اور ایک پکڑنے والے پر مشتمل ہوتا ہے۔یہ کنفیگریشن ہائی ریزولوشن، کم آوارہ روشنی، اور ہائی آپٹیکل تھرو پٹ کی خصوصیت ہے۔روشنی کے سگنل کے ایک تنگ سلٹ سے داخل ہونے کے بعد، یہ سب سے پہلے ایک متوازی شہتیر میں ایک مقعر ریفلیکٹر کے ذریعے ہم آہنگ ہوتا ہے، جو پھر ایک پلانر ڈفریکٹیو گرٹنگ سے ٹکراتا ہے جہاں اجزاء کی طول موج الگ الگ زاویوں پر الگ ہوتی ہے۔آخر میں، ایک مقعر ریفلیکٹر مختلف روشنی کو فوٹو ڈیٹیکٹر پر مرکوز کرتا ہے اور فوٹوڈیوڈ چپ پر مختلف پوزیشنوں پر پکسلز کے ذریعے مختلف طول موج کے سگنل ریکارڈ کیے جاتے ہیں، بالآخر ایک سپیکٹرم پیدا ہوتا ہے۔عام طور پر، ریفلیکشن سپیکٹرو میٹر میں آؤٹ پٹ سپیکٹرا کے معیار کو بہتر بنانے کے لیے کچھ سیکنڈ آرڈر ڈفریکشن کو دبانے والے فلٹرز اور کالم لینز بھی شامل ہوتے ہیں۔
اعداد و شمار ایک کراس قسم کے CT آپٹیکل پاتھ گریٹنگ اسپیکٹومیٹر کو دکھاتا ہے۔
واضح رہے کہ Czerny اور Turner اس نظری نظام کے موجد نہیں ہیں لیکن آپٹکس کے شعبے میں ان کی شاندار خدمات کے لیے یاد کیا جاتا ہے — آسٹریا کے ماہر فلکیات ایڈلبرٹ کرزنی اور جرمن سائنسدان روڈولف ڈبلیو ٹرنر۔
Czerny-Turner آپٹیکل پاتھ کو عام طور پر دو اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: کراسڈ اور کھولا ہوا (M-type)۔کراسڈ آپٹیکل پاتھ/M قسم کا آپٹیکل پاتھ زیادہ کمپیکٹ ہے۔یہاں، ہوائی جہاز کی جھنڈی کے مقابلے میں دو مقعر آئینے کی بائیں-دائیں سڈول تقسیم، محور سے باہر کی خرابیوں کے باہمی معاوضے کو ظاہر کرتی ہے، جس کے نتیجے میں آپٹیکل ریزولوشن زیادہ ہوتا ہے۔SpectraCheck® SR75C فائبر آپٹک سپیکٹرومیٹر ایک M قسم کا آپٹیکل راستہ استعمال کرتا ہے، 180-340 nm کی الٹرا وائلٹ رینج میں 0.15nm تک ہائی آپٹیکل ریزولوشن حاصل کرتا ہے۔
اوپر: کراس قسم کا آپٹیکل پاتھ/توسیع شدہ قسم (M-type) آپٹیکل پاتھ۔
اس کے علاوہ، فلیٹ بلیز گریٹنگ کے علاوہ، ایک مقعر بلیز گریٹنگ بھی ہے۔مقعر بلیز گریٹنگ کو مقعر آئینے اور ایک گریٹنگ کے امتزاج کے طور پر سمجھا جاسکتا ہے۔لہذا، ایک مقعر بلیز گریٹنگ سپیکٹرومیٹر صرف ایک سلٹ، ایک مقعر بلیز گریٹنگ، اور ایک ڈیٹیکٹر پر مشتمل ہوتا ہے، جس کے نتیجے میں اعلی استحکام ہوتا ہے۔تاہم، مقعر بلیز گریٹنگ نے دستیاب آپشنز کو محدود کرتے ہوئے، واقعہ سے الگ ہونے والی روشنی کی سمت اور فاصلے دونوں کی ضرورت کو متعین کیا۔
اوپر: Concave grating spectrometer.
پوسٹ ٹائم: دسمبر-26-2023