অপটিক্স

অপটিক্স এবং তথ্য তত্ত্ব

সাধারণ পর্যবেক্ষণ

বৈদ্যুতিন ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের কয়েকটি শাখার প্রভাবের পরে ১৯৫০ এর দশকের গোড়ার দিকে অপ্টিক্সে একটি নতুন যুগের সূচনা হয় - উল্লেখযোগ্যভাবে যোগাযোগ এবং তথ্য তত্ত্ব। এই প্রেরণা 1960 এর দশকে লেজারের বিকাশের দ্বারা টিকে ছিল।

অপটিক্স এবং যোগাযোগের তত্ত্বের মধ্যে প্রাথমিক টাই দুটি বিষয়ের মধ্যে বিদ্যমান অসংখ্য উপমা এবং বৈদ্যুতিক সার্কিট এবং অপটিক্যাল সিস্টেমগুলির আচরণকে আনুষ্ঠানিকভাবে বর্ণনা করার জন্য নিযুক্ত একই গাণিতিক কৌশলগুলির কারণে এসেছিল। অপটিক্যাল ইমেজিং ডিভাইস হিসাবে লেন্সের আবিষ্কারের পর থেকে যথেষ্ট উদ্বেগের বিষয় হ'ল চিত্রটি সর্বদা অপটিক্যাল সিস্টেমের বিবরণ যা চিত্রটি তৈরি করে; অবজেক্ট সম্পর্কে তথ্য রিলে করা হয় এবং একটি চিত্র হিসাবে উপস্থাপন করা হয়। স্পষ্টতই, অপটিক্যাল সিস্টেমটি একটি যোগাযোগের চ্যানেল হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে এবং এটি বিশ্লেষণ করা যেতে পারে। চিত্র প্লেনে তীব্রতা বিতরণ এবং বস্তুটিতে বিদ্যমান যেগুলির মধ্যে অবজেক্টটি অন্তর্নিহিত আলো দ্বারা আলোকিত করা হয় (যেমন, কোনও বৃহত তাপ উত্স থেকে সূর্যালোক বা আলো) এর মধ্যে একটি লিনিয়ার সম্পর্ক রয়েছে (অর্থাত্ সরাসরি অনুপাত) is অতএব, বৈদ্যুতিন সিস্টেমের বর্ণনার জন্য বিকাশিত লিনিয়ার তত্ত্বটি অপটিক্যাল চিত্র-গঠনের সিস্টেমগুলিতে প্রয়োগ করা যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, একটি বৈদ্যুতিন সার্কিট তার প্রবণতা প্রতিক্রিয়া দ্বারা চিহ্নিত করা যেতে পারে - যা বর্তমান বা ভোল্টেজের একটি সংক্ষিপ্ত আবেগ ইনপুট জন্য তার আউটপুট। আনুষাঙ্গিকভাবে, একটি অপটিক্যাল সিস্টেমটি একটি প্রবণতা প্রতিক্রিয়া দ্বারা চিহ্নিত করা যায় যে একটি অন্তর্নিহিত ইমেজিং সিস্টেমের জন্য আলোর পয়েন্ট উত্সের চিত্রটিতে তীব্রতা বিতরণ; অপটিক্যাল প্রবণতা একটি অস্থায়ী প্রেরণার চেয়ে একটি স্থানিক — অন্যথায় ধারণাটি একই। একবার যথাযথ প্রবণতা প্রতিক্রিয়া ফাংশনটি জানা গেলে, কোনও বস্তুর তীব্রতা বন্টনের জন্য সেই সিস্টেমটির আউটপুট নির্ধারণ করা যায় আবেগের প্রতিক্রিয়াগুলির একটি রৈখিক সুপারপজিশন যা বস্তুর প্রতিটি পয়েন্টে তীব্রতার মান দ্বারা যথাযথভাবে ওজন করা যায়। অবিচ্ছিন্ন অবজেক্টের তীব্রতা বিতরণের জন্য এই যোগটি অবিচ্ছেদ্য হয়ে ওঠে। এই উদাহরণটি একটি অপটিক্যাল ইমেজিং সিস্টেমের ক্ষেত্রে দেওয়া হয়েছে, যা অবশ্যই অপটিক্যাল উপাদানগুলির সর্বাধিক সাধারণ ব্যবহার, ধারণাটি গ্রহণকারী বিমানটি চিত্র বিমান নয় কিনা তা স্বাধীনভাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। সুতরাং, উদাহরণস্বরূপ, একটি প্রবণতা প্রতিক্রিয়াটি একটি অপটিকাল সিস্টেমের জন্য সংজ্ঞায়িত করা যেতে পারে যা ইচ্ছাকৃতভাবে ডিফোকস করা হয় বা ফ্রেসনেল বা ফ্রেউনহোফার বিভাজন নিদর্শনগুলির প্রদর্শনের জন্য ব্যবহৃত সিস্টেমগুলির জন্য। (যখন আলোর উত্স এবং বিচ্ছিন্নতার ধরণগুলি বিচ্ছুরক সিস্টেম থেকে কার্যকরভাবে অসীম দূরত্বে থাকে এবং ফ্রেসেনের বিচ্ছিন্নতা ঘটে যখন এক বা উভয় দূরত্ব সীমাবদ্ধ থাকে))

অস্থায়ী ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়া

বৈদ্যুতিন সার্কিটের কর্মক্ষমতা বর্ণনা করার একটি মৌলিকভাবে সম্পর্কিত তবে ভিন্ন পদ্ধতি হ'ল তার অস্থায়ী ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়া। বিভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সিগুলির সিরিজ ইনপুট সংকেতগুলির জন্য প্রতিক্রিয়া দিয়ে একটি প্লট তৈরি করা হয়। প্রতিক্রিয়াটি সিস্টেমের বাইরে পাওয়া সংকেতের পরিমাণের অনুপাত হিসাবে পরিমাপ করা হয় the যদি সিস্টেমে কোনও ক্ষতি না হয়, তবে ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়া সেই ফ্রিকোয়েন্সিটির জন্য একতা (এক); যদি কোনও নির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সি সিস্টেমের মধ্য দিয়ে যেতে ব্যর্থ হয় তবে প্রতিক্রিয়া শূন্য। আবার, অ্যানালগিকভাবে অপটিক্যাল সিস্টেমটিও স্থানিক ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়া সংজ্ঞায়িত করে বর্ণনা করা যেতে পারে। অপটিক্যাল সিস্টেম দ্বারা চিত্রিত করা বস্তুটি একটি একক স্থানিক ফ্রিকোয়েন্সিটির তীব্রতার স্থানিক বন্টন নিয়ে গঠিত — এমন একটি বস্তুর দৈর্ঘ্য (1 + কোস ωx) হিসাবে পরিবর্তিত হয়, যার মধ্যে x স্থানীয় স্থানাঙ্ক, একটি এটি একটি ধ্রুবক যাকে বিপরীতে বলা হয় এবং ω একটি পরিবর্তনশীল যা তীব্রতা বিতরণে শিখরের শারীরিক ব্যবধানকে নির্ধারণ করে। চিত্রটি a এবং a এর একটি নির্দিষ্ট মান এবং মাপা চিত্রের বিপরীতে জন্য রেকর্ড করা হয়। একটি এর সাথে এই বিপরীতে অনুপাত হ'ল particular দ্বারা নির্দিষ্ট নির্দিষ্ট স্থানিক ফ্রিকোয়েন্সিটির প্রতিক্রিয়া ω এখন যদি ω বিবিধ হয় এবং পরিমাপটি পুনরাবৃত্তি হয় তবে একটি ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়া পাওয়া যায়।

ননলাইনার অপটিক্যাল সিস্টেম

উপরে বর্ণিত উপমাগুলি আরও আরও এগিয়ে যায়। অনেকগুলি অপটিক্যাল সিস্টেম ননলাইনার যেমন অনেকগুলি বৈদ্যুতিন সিস্টেমগুলি ননলাইনার। ছবিতে ফিল্মে পৌঁছানো হালকা শক্তির সমান পরিমাণ বৃদ্ধি সবসময় ফিল্মে সমান ঘনত্বের উত্পাদন করে না এমন ফটোগ্রাফিক ফিল্ম একটি অনৈখিক অপটিক্যাল উপাদান।

চিত্র গঠনে একটি ভিন্ন ধরণের অবলম্বন ঘটে। যখন দুটি তারার মতো কোনও বস্তু চিত্রিত করা হয়, তখন প্রতিটি তারার দ্বারা গঠিত তীব্রতা বিতরণটি প্রথমে চিত্রটিতে ফলাফলের তীব্রতা বন্টন নির্ধারণ করা হয়। এই বিতরণগুলি অবশ্যই সেই অঞ্চলগুলিতে একত্রে যুক্ত করতে হবে যেখানে তারা চিত্রের চূড়ান্ত তীব্রতা বিতরণ দিতে ওভারল্যাপ করে। এই উদাহরণটি একটি অসম্পূর্ণ ইমেজিং সিস্টেমের আদর্শ — যেমন, দুটি তারা থেকে উদ্ভূত আলো সম্পূর্ণ অসম্পর্কিত। এটি দেখা দেয় কারণ কোনও সীমাবদ্ধ সময়ের ব্যবধানে দুটি তারা থেকে উদ্ভূত আলোয়ের মধ্যে কোনও স্থির পর্যায়ের সম্পর্ক নেই।

সূর্যের আলো বা অন্যান্য তাপীয় উত্স থেকে উদ্ভাসিত বস্তুগুলিতে একই ধরণের অনৈখিকতার উত্থান ঘটে। এই ধরনের আলোকসজ্জা, যখন ঘটনার রশ্মিতে কোনও জোড় পয়েন্টে আলোর পর্বের মধ্যে কোনও স্থির সম্পর্ক থাকে না, তখন বলা হয় অসামান্য আলোকসজ্জা। যদি বস্তুর আলোকসজ্জা সুসংগত হয় তবে যাইহোক, ঘটনার রশ্মিতে সমস্ত জোড় পয়েন্টে আলোর পর্বের মধ্যে একটি স্থির সম্পর্ক রয়েছে। দুটি পয়েন্ট অবজেক্টের জন্য এই অবস্থার অধীনে ফলস্বরূপ চিত্রের তীব্রতা নির্ধারণের জন্য প্রতিটি বিন্দুর চিত্রের আলোর প্রশস্ততা এবং পর্ব নির্ধারণ করা প্রয়োজন। ফলস্বরূপ প্রশস্ততা এবং ধাপটি এরপরে ওভারল্যাপের অঞ্চলে সংশ্লেষণের মাধ্যমে পাওয়া যায়। এই ফলস্বরূপ প্রশস্ততার বর্গক্ষেত্রটি ইমেজের তীব্রতা বিতরণ। যেমন একটি সিস্টেম ননলাইনার। ননলাইনার সিস্টেমগুলির গণিতটি যোগাযোগ তত্ত্বের একটি শাখা হিসাবে বিকশিত হয়েছিল, তবে ফলাফলের অনেকগুলি ননলাইনার অপটিক্যাল সিস্টেমগুলি বর্ণনা করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।

অপটিকাল সিস্টেমগুলির এই নতুন বিবরণটি চূড়ান্তভাবে গুরুত্বপূর্ণ ছিল, তবে কেবলমাত্র অপটিক্যাল গবেষণা এবং বিকাশের পুনরুত্থানের জন্য নয়। এই নতুন পদ্ধতির ফলস্বরূপ অপটিকাল প্রসেসিং এবং হলোগ্রাফি সহ অধ্যয়নের পুরো নতুন শাখার বিকাশের ফলস্বরূপ (অপটিকাল প্রসেসিং এবং হলোগ্রাফি নীচে দেখুন)। এটি লেন্স ডিজাইন এবং পরীক্ষার ধারণাগুলি এবং বহুমুখিতা নিয়ে ডিজিটাল কম্পিউটারগুলির বিকাশের সাথেও কার্যকর হয়েছিল। অবশেষে, লেজারের আবিষ্কার, একটি ডিভাইস যা সুসংগত বিকিরণ উত্পাদন করে এবং আংশিক সুসংগত আলোর তত্ত্বের বিকাশ ও প্রয়োগের ফলে traditionalতিহ্যবাহী অপটিক্সকে মূলত নতুন এবং উত্তেজনাপূর্ণ বিষয়ে পরিবর্তন করার প্রয়োজনীয় সংযোজন জাগিয়ে তোলে।

চিত্র গঠন

আবেগের প্রতিক্রিয়া

একটি অপটিক্যাল সিস্টেম যা অবজেক্টের অন্তর্নিহিত আলোকসজ্জা নিয়োগ করে সাধারণত তীব্রতার সাথে একটি রৈখিক সিস্টেম হিসাবে বিবেচিত হতে পারে। একটি সিস্টেম লিনিয়ার হয় যদি ইনপুট সংযোজন সম্পর্কিত আউটপুটগুলির সংযোজন করে। বিশ্লেষণের স্বাচ্ছন্দ্যের জন্য, সিস্টেমগুলি প্রায়শই স্থির (বা আক্রমণকারী) হিসাবে বিবেচিত হয়। এই বৈশিষ্ট্যটি বোঝায় যে যদি ইনপুটটির অবস্থান পরিবর্তন করা হয় তবে কেবলমাত্র প্রভাবটি আউটপুটটির অবস্থান পরিবর্তন করে তবে এটির আসল বন্টন নয়। এই ধারণাগুলিগুলির সাথে কেবল তখনই ইমেজ গঠনের তত্ত্বটি বিকাশের জন্য পয়েন্ট ইনপুটটির চিত্রের জন্য একটি অভিব্যক্তি খুঁজে পাওয়া প্রয়োজন। পয়েন্ট অবজেক্টের ইমেজের তীব্রতা বন্টন আলোর বিচ্ছিন্নতার সাথে সম্পর্কিত সমীকরণটি সমাধান করার মাধ্যমে নির্ধারণ করা যেতে পারে কারণ এটি বিন্দু অবজেক্ট থেকে লেন্সের মাধ্যমে লেন্সের মাধ্যমে এবং তারপরে অবশেষে চিত্রের সমতল পর্যন্ত প্রচার করে। এই প্রক্রিয়াটির ফলাফল হ'ল চিত্রের তীব্রতা হ'ল লেন্স অ্যাপারচার ফাংশনের ফ্রেউনহোফার বিভাজন প্যাটারনে তীব্রতা (এটি লেন্স অ্যাপারচার ফাংশনের ফুরিয়ার রূপান্তর এর বর্গক্ষেত্র; একটি ফুরিয়ার ট্রান্সফর্ম পর্যায়ক্রমিক উপাদানগুলির সাথে জড়িত একটি অবিচ্ছেদ্য সমীকরণ) । এই তীব্রতা বিতরণটি অপটিক্যাল সিস্টেমের তীব্রতা প্রবণতা প্রতিক্রিয়া (কখনও কখনও পয়েন্ট স্প্রেড ফাংশন নামে পরিচিত) এবং সেই অপটিকাল সিস্টেমটিকে পুরোপুরি বৈশিষ্ট্যযুক্ত করে।

আবেগ প্রতিক্রিয়া জ্ঞানের সাথে, একটি পরিচিত বস্তুর তীব্রতা বিতরণের চিত্র গণনা করা যেতে পারে। যদি বস্তুটি দুটি পয়েন্ট নিয়ে গঠিত হয়, তবে চিত্র সমতলে তীব্রতা প্রবণতা প্রতিক্রিয়া ফাংশনটি অবশ্যই চিত্র পয়েন্টগুলিতে অবস্থিত এবং তারপরে এই তীব্রতা বিতরণের যোগফল তৈরি করতে হবে। যোগফলটি চূড়ান্ত চিত্রের তীব্রতা। প্রবণতা প্রতিক্রিয়াটির অর্ধ প্রস্থের চেয়ে দুটি পয়েন্ট যদি একসাথে হয় তবে সেগুলি সমাধান হবে না। বিচ্ছিন্ন পয়েন্টগুলির অ্যারের সমন্বিত কোনও অবজেক্টের জন্য, একই ধরণের পদ্ধতি অনুসরণ করা হয় - প্রতিটি অনুপ্রেরণা প্রতিক্রিয়া অবশ্যই যথাযথ পয়েন্ট অবজেক্টের তীব্রতার মানের সাথে ধ্রুবক দ্বারা গুণিত হয়। সাধারণত, কোনও অবজেক্টে তীব্রতার অবিচ্ছিন্ন বিতরণ থাকে এবং একটি সাধারণ অঙ্কের পরিবর্তে একটি সংশ্লেষের অবিচ্ছেদ্য ফলাফল থাকে।

স্থানান্তর ফাংশন

একটি অপটিক্যাল সিস্টেমের স্থানান্তর ফাংশনের ধারণাটি বিভিন্ন উপায়ে যোগাযোগ করা যেতে পারে। আনুষ্ঠানিকভাবে এবং মৌলিকভাবে এটি তীব্রতা আবেগ প্রতিক্রিয়ার ফুরিয়ার রূপান্তর। কারণ আবেগ প্রতিক্রিয়া লেন্স অ্যাপারচার ফাংশন সম্পর্কিত, তাই স্থানান্তর ফাংশন। বিশেষত, অ্যাপারচার ফাংশনটি নিজের উপর স্লাইড হয়ে যাওয়ার ফলে ফলস্বরূপ ওভারল্যাপিং অঞ্চলগুলি প্লট করে অ্যাপারচার ফাংশনের জ্ঞান থেকে স্থানান্তর ফাংশনটি পাওয়া যায় (অ্যাপারচার ফাংশনের স্বতঃসংশ্লিষ্ট)।

ধারণা অনুসারে, তবে স্থানান্তর ফাংশনটি অবজেক্টের তীব্রতা বন্টনকে ফর্মের কোসাইন ফাংশনের একটি রৈখিক সমষ্টি হিসাবে বিবেচনা করে বোঝা যায় (1 + একটি কোস 2πμx), যার মধ্যে স্থানিক ফ্রিকোয়েন্সি μ প্রতিটি উপাদানটির প্রশস্ততা itude একটি কোসাইন তীব্রতা বিতরণের চিত্র একই ফ্রিকোয়েন্সিটির একটি কোসাইন; কেবলমাত্র কোজিনের বৈপরীত্য এবং পর্বই লিনিয়ার সিস্টেম দ্বারা প্রভাবিত হতে পারে। উপরের অবজেক্টের তীব্রতা বিতরণের চিত্রটি [1 + b কোস (2πμx + ϕ)] দ্বারা উপস্থাপন করা যেতে পারে, যার মধ্যে খ ফ্রিকোয়েন্সি the এবং ϕ এর আউটপুট কোজিনের প্রশস্ততা হয় the স্থানান্তর ফাংশন, τ (μ), এর জন্য ফ্রিকোয়েন্সিটি প্রশস্ততার অনুপাত দ্বারা দেওয়া হয়:

যদি now এখন বৈচিত্র্যযুক্ত হয় তবে সিস্টেমের স্থানিক ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়া μ এর বিভিন্ন মানের জন্য τ (μ) নির্ধারণ করে পরিমাপ করা হয় μ এটি লক্ষ করা উচিত যে τ (μ) সাধারণ জটিল (Squ 1 এর স্কোয়ার রুটের সাথে একটি শব্দ থাকে)।

প্রেরণার প্রতিক্রিয়ার মতো স্থানান্তর ফাংশন অপটিক্যাল সিস্টেমকে পুরোপুরি বৈশিষ্ট্যযুক্ত করে। কোনও প্রদত্ত বস্তুর চিত্র নির্ধারণের জন্য স্থানান্তর ফাংশনটি ব্যবহার করার জন্য অবজেক্টটিকে তার স্থানিক ফ্রিকোয়েন্সি স্পেকট্রাম নামক পর্যায়ক্রমিক উপাদানগুলির একটি সিরিজে বিভক্ত করা প্রয়োজন। এই সিরিজের প্রতিটি পদক্ষেপের পরে চিত্রটির স্থানিক ফ্রিকোয়েন্সি বর্ণালী সিরিজের পৃথক উপাদানগুলি নির্ধারণ করতে স্থানান্তর ফাংশনের যথাযথ মান দ্বারা গুণিত করতে হবে। এই সিরিজের একটি রূপান্তরটি চিত্রটির তীব্রতা দেবে। সুতরাং, অবজেক্ট স্পেকট্রামের যে কোনও উপাদানগুলির একটি ফ্রিকোয়েন্সি রয়েছে যার জন্য τ (μ) শূন্য হয় তা চিত্র থেকে মুছে ফেলা হবে।

আংশিক সুসংগত আলো

তত্ত্বের বিকাশ এবং উদাহরণ

চিত্রের গঠন উপরে বর্ণিত অবজেক্ট আলোকসজ্জা নিয়ে উদ্বিগ্ন, যার ফলে তীব্রতা সংযোজন দ্বারা কোনও চিত্র তৈরি হয়। অন্যদিকে বিচ্ছিন্নতা এবং হস্তক্ষেপের অধ্যয়নের জন্য বিচ্ছুরিত বস্তুর সুসংহত আলোকসজ্জা প্রয়োজন, ফলে বিচ্ছুরিত অপটিক্যাল ক্ষেত্র তরঙ্গ ব্যাঘাতের জটিল প্রশস্ততা সংযোজন দ্বারা নির্ধারিত হয়। সুতরাং, হালকা মরীচি সংযোজনের জন্য দুটি পৃথক প্রক্রিয়া বিদ্যমান, এটি নির্ভর করে যে বিমগুলি একে অপরের সাথে সম্মানের সাথে সুসংগত বা অসংলগ্ন কিনা। দুর্ভাগ্যক্রমে, এটি পুরো গল্প নয়; কঠোরভাবে সুসংগত এবং কঠোরভাবে অসংলগ্ন আলোর দুটি পরিস্থিতি বিবেচনা করাই যথেষ্ট নয়। প্রকৃতপক্ষে, কঠোরভাবে অসংলগ্ন ক্ষেত্রগুলি অনুশীলনে কেবল প্রায় প্রাপ্তিযোগ্য। তদুপরি, সংহতির মধ্যবর্তী রাষ্ট্রগুলির সম্ভাবনা উপেক্ষা করা যায় না; সুসংগত আলোর সাথে অন্তহীন আলো মিশ্রণের ফলাফলটি বর্ণনা করা প্রয়োজন necessary এটি প্রশ্নের উত্তর ছিল আলোর মরীচি কতটা সুসংগত? (বা সমতুল্য এক, আলোর মরীচিটি কতটা বেমানান?) যে আংশিক একাত্মতার তত্ত্বটি বিকশিত হয়েছিল। মার্সেল Verdet, একটি ফরাসি পদার্থবিদ, 19th শতাব্দীর উপলব্ধি করেন যে এমনকি সূর্যালোক সম্পূর্ণরূপে অসংলগ্ন নয়, এবং দুটি বস্তুর উপর প্রায় এর দূরত্বের দ্বারা পৃথক ¹ / ₂₀ মিলিমিটার হস্তক্ষেপ প্রভাব উত্পাদন করা হবে। চোখ, সূর্যের আলোতে বিনা বাহিত অপারেটিং, এই বিচ্ছিন্নতা দূরত্বটি সমাধান করে না এবং তাই একটি অন্তর্নিহিত ক্ষেত্র গ্রহণ করে বলে মনে করা যেতে পারে। ফ্রান্সের আরমান্ড ফিজাউ এবং মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে অ্যালবার্ট মিশেলসন নামে দুজন পদার্থবিদও সচেতন ছিলেন যে কোনও তারা দ্বারা উত্পাদিত অপটিক্যাল ক্ষেত্রটি পুরোপুরি অস্পষ্ট নয়, এবং তারা তারার ব্যাস পরিমাপের জন্য একটি পরিমাপ থেকে ইন্টারফেরোমিটার ডিজাইন করতে সক্ষম হয়েছিল স্টারলাইটের আংশিক সংগতি। এই প্রাথমিক কর্মীরা আংশিক সুসংগত আলোর ক্ষেত্রে ভাবেননি, তবে উত্সের সাথে একীকরণের মাধ্যমে তাদের ফলাফলগুলি পেয়েছেন। অন্য চরম সময়ে, একটি লেজার থেকে আউটপুট একটি অত্যন্ত সুসংগত ক্ষেত্র উত্পাদন করতে পারে।

আংশিক সুসংগত আলোর ধারণাগুলি কিছু সাধারণ পরীক্ষার মাধ্যমে ভালভাবে বোঝা যায়। একটি বৃত্তাকার ইউনিফর্ম দূরবর্তী উত্স দুটি ছোট বৃত্তাকার অ্যাপারচার সমন্বিত একটি অস্বচ্ছ পর্দার সামনে আলোকসজ্জা উত্পাদন করে, যার বিভাজন বিভিন্ন হতে পারে। একটি লেন্স এই পর্দার পিছনে অবস্থিত, এবং এর কেন্দ্রবিন্দুতে ফলস্বরূপ তীব্রতা বিতরণ পাওয়া যায়। উভয়ই অ্যাপারচার খোলা থাকায় তীব্রতা বিতরণ লক্ষ্য করা যায় যে এটি অ্যাপারচারের বিচ্ছুরণ প্যাটার্নের সাথে সহজেই জড়িত এবং এটি এইভাবে সিদ্ধান্তে পৌঁছে যে ক্ষেত্রটি অ্যাপারচারের মাত্রার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। যখন দুটি অ্যাপারচারগুলি এক সাথে খোলা হয় এবং তাদের নিকটতম পৃথকীকরণে হয়, দ্বি-মরীচি হস্তক্ষেপের প্রান্তগুলি দুটি অ্যাপারচারের দ্বারা ঘটনা তরঙ্গ সম্মুখভাগের বিভাগ দ্বারা গঠিত যা পরিলক্ষিত হয়। অ্যাপারচারের বিভাজন যেমন বৃদ্ধি পায় ততক্ষণে পর্যবেক্ষণ করা হস্তক্ষেপের প্রান্তগুলি দুর্বল হয়ে যায় এবং অবশেষে অদৃশ্য হয়ে যায়, কেবলমাত্র বিচ্ছেদ আরও বাড়ার সাথে সাথে অদৃশ্যভাবে পুনরায় প্রদর্শিত হবে। অ্যাপারচারগুলির পৃথকীকরণ বৃদ্ধি পাওয়ার সাথে সাথে এই ফলাফলগুলি দেখায় যে (1) সজ্জিত ব্যবধান হ্রাস পায়; (২) ফ্রঞ্জ মিনিমার তীব্রতা কখনই শূন্য হয় না; (3) মিনিমার উপরে ম্যাক্সিমার আপেক্ষিক তীব্রতা অবিচ্ছিন্নভাবে হ্রাস পায়; (4) ম্যাক্সিমার তীব্রতার পরম মান হ্রাস পায় এবং মিনিমার পরিমাণ বৃদ্ধি পায়; (৫) অবশেষে, প্রান্তগুলি অদৃশ্য হয়ে যায়, যার ফলে ফলস্বরূপ তীব্রতা কেবলমাত্র একটি অ্যাপারচারের সাথে পর্যবেক্ষণ করা তীব্রতার দ্বিগুণ হয় (মূলত একটি অন্তর্নিহিত সংযোজন); ()) প্রান্তগুলি অ্যাপারচারের পৃথকীকরণে আরও বৃদ্ধি পেয়ে পুনরায় প্রদর্শিত হয়, তবে প্রান্তগুলিতে একটি কেন্দ্রীয় ন্যূনতম থাকে, কেন্দ্রীয় সর্বোচ্চ নয়।

দুই অ্যাপারচার এর তীব্রতাকে সমান, তাহলে ফলাফল (1) (5) মাধ্যমে সর্বোচ্চ তীব্রতা (আমি পরিপ্রেক্ষিতে একটি পরিমাণ নির্ধারণ করে সংক্ষিপ্ত করা যেতে পারে _{সর্বোচ্চ}) এবং সর্বনিম্ন তীব্রতা (আমি _{সর্বনিম্ন},) দৃশ্যমানতা (যাকে বলা হয় প্রান্তের V অর্থাৎ, ভি = (আমি _{সর্বোচ্চ} - আমি _{নূন্যতম}) / (আমি _{সর্বোচ্চ} + আমি _{ন্যূনতম}) দৃশ্যমানতার সর্বাধিক মান হ'ল unityক্য, যার জন্য একটি অ্যাপারচারের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত আলো অন্য অ্যাপারচারের মধ্য দিয়ে যেতে যাওয়া আলোর প্রতি সম্মানযুক্ত; যখন দৃশ্যমানতা শূন্য হয়, তখন একটি অ্যাপারচারের মধ্য দিয়ে যাওয়া আলো অন্য অ্যাপারচারের মধ্য দিয়ে যাওয়া আলোর সাথে মিলিত হয় না। ভি এর মধ্যবর্তী মানগুলির জন্য আলোকে আংশিকভাবে সুসংগত বলা হয়। দৃশ্যমানতা সম্পূর্ণ সন্তোষজনক বিবরণ নয় কারণ এটি সংজ্ঞা অনুসারে একটি ধনাত্মক পরিমাণ এবং সুতরাং, উপরের আইটেমের বিবরণ (6) অন্তর্ভুক্ত করতে পারে না। তদ্ব্যতীত, এটি একটি সম্পর্কিত পরীক্ষার মাধ্যমে দেখানো যেতে পারে যে দুটি হস্তক্ষেপকারী বিমের মধ্যে অতিরিক্ত অপটিক্যাল পাথ যোগ করে প্রান্তের দৃশ্যমানতা বৈচিত্র্যযুক্ত হতে পারে।

পারস্পরিক সমন্বয় ফাংশন

আংশিক সুসংগত আলোর তত্ত্বের মূল ফাংশন হ'ল পারস্পরিক সমন্বয় ফাংশন Γ _{1 2} (τ) = Γ (x ₁, x ₂, τ), একটি জটিল পরিমাণ, যা ক্রসের সাথে সম্পর্কিত ক্রিয়াকলাপের সময় গড় মান সময়ের সাথে বিলম্বের সাথে দুটি অ্যাপারচার পয়েন্ট x ₁ এবং x ₂ এ আলো (হস্তক্ষেপের সীমানা পর্যবেক্ষণের বিন্দুতে একটি পাথ পার্থক্য সম্পর্কিত)। জটিলটি দেওয়ার জন্য x ₁ এবং x ₂ বিন্দুতে তীব্রতার পণ্যের বর্গমূলকে ভাগ করে ফাংশনটি স্বাভাবিক করা যায় (অর্থাত্, এর নিখুঁত মানটি unity = 0 এবং x ₁ = x ₂ এ unityক্যের সমান হয়ে যায়) সংহতি ডিগ্রি, সুতরাং

Γ _{1 2} (τ) এর মডুলাসের একতার সর্বোচ্চ মূল্য এবং সর্বনিম্ন শূন্যের মান রয়েছে। পূর্বের সংজ্ঞায়িত দৃশ্যমানতাটি যদি আমি (x ₁) = I (x ₂) এর জটিল ডিগ্রি সমন্বয়ের মডিউলাসের সাথে সমান ।

প্রায়শই অপটিক্যাল ক্ষেত্রটি কোয়েসিমোনোক্রোম্যাটিক (প্রায় একরঙা) হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে, এবং তারপরে সময় বিলম্বকে উপরের অভিব্যক্তিতে শূন্যের সমান সেট করা যায়, এইভাবে পারস্পরিক তীব্রতার ক্রিয়াটি সংজ্ঞায়িত করা হয়। একযোগী ফাংশনের স্থান এবং সময় নির্ভর অংশগুলিকে কৃত্রিমভাবে পৃথক করে তার স্থানিক ও স্থায়ী সামঞ্জস্যের দিক দিয়ে একটি অপটিক্যাল ক্ষেত্রটি বর্ণনা করা প্রায়শই সুবিধাজনক। অস্থায়ী একাত্মতার প্রভাব উত্স বিকিরণের সীমাবদ্ধ বর্ণালী প্রস্থ থেকে উদ্ভূত হয়; একটি সুসংগত সময়কে 1 / as হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা যায়, যার মধ্যে Δν হ'ল ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডউইথ। সম্পর্কিত সুসংহত দৈর্ঘ্য Δl কে সি / Δν = λ ² / Δλ ² হিসাবেও সংজ্ঞায়িত করা যেতে পারে, যার মধ্যে সি আলোর বেগ, the তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং Δλ তরঙ্গদৈর্ঘ্য ব্যান্ডউইদথ। বিমগুলিতে যোগ করার জন্য পথের পার্থক্যগুলি এই বৈশিষ্ট্যযুক্ত দৈর্ঘ্যের চেয়ে কম হ'ল বিমগুলি হস্তক্ষেপ করবে।

স্থানগত সংহতি শব্দটি একটি অন্তর্নিহিত উত্সের সীমাবদ্ধ আকার থেকে উদ্ভূত আংশিক সহবাসের বর্ণনা দিতে ব্যবহৃত হয়। অতএব, দুটি মরীচি যুক্ত করার জন্য ইক্যুইপথ পজিশনের জন্য, একটি সুসংগত বিরতি দুটি পয়েন্টের বিভাজন হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয় যে পরম মান | γ _{1 2} (0) | কিছু প্রাকটিকেন মান, সাধারণত শূন্য।

পারস্পরিক সমন্বয় ফাংশন একটি পর্যবেক্ষণযোগ্য পরিমাণ যা ক্ষেত্রের তীব্রতার সাথে সম্পর্কিত হতে পারে। আংশিকভাবে সুসংগত ক্ষেত্রটি জটিল প্রশস্ততার প্রচারের মাধ্যমে পার্থক্যজনিত সমস্যার সমাধানের জন্য একইভাবে পারস্পরিক সমন্বয় ফাংশন ব্যবহার করে প্রচার করা যেতে পারে। আংশিকভাবে সুসংগত ক্ষেত্রগুলির প্রভাবগুলি সুস্পষ্টভাবে গুরুত্ব সহকারে সাধারণভাবে সংঘবদ্ধ ঘটনাগুলির বিবরণে যেমন বিচ্ছিন্নতা এবং হস্তক্ষেপ, তবে ইমেজ গঠনের মতো সাধারণভাবে অসংলগ্ন ঘটনার বিশ্লেষণেও এর স্পষ্ট গুরুত্ব রয়েছে। এটি লক্ষণীয় যে সুসংগত আলোতে চিত্র গঠনের তীব্রতায় রৈখিক নয় তবে ক্ষেত্রের জটিল প্রশস্ততায় রৈখিক এবং আংশিক সুসংগত আলোতে প্রক্রিয়াটি পারস্পরিক সমন্বয়ের ক্ষেত্রে লিনিয়ার।

অপটিকাল প্রসেসিং

সুসংহত অপটিক্যাল সিস্টেম

অপটিক্যাল প্রসেসিং, ইনফরমেশন প্রসেসিং, সিগন্যাল প্রসেসিং এবং প্যাটার্ন স্বীকৃতি হ'ল নামগুলি যা সুসংগত ইমেজিং সিস্টেমে স্থানিক ফ্রিকোয়েন্সি ফিল্টারিংয়ের প্রক্রিয়ার সাথে সম্পর্কিত, বিশেষত, এমন একটি পদ্ধতি যেখানে ফ্রেউনহোফার বিচ্ছুরণ প্যাটার্ন (সমানভাবে স্থানিক ফ্রিকোয়েন্সি বর্ণালী বা ফুরিয়ার ট্রান্সফর্ম)) প্রদত্ত ইনপুটটি অপটিকভাবে উত্পাদিত হয় এবং তারপরে সেই ইনপুটটির অপটিক্যাল চিত্রের তথ্য সামগ্রীটি পূর্বনির্ধারিত উপায়ে পরিবর্তন করতে পরিচালিত হয়।

চিত্রের তথ্য সামগ্রীর হেরফেরের জন্য সুসংহত অপটিক্যাল সিস্টেমগুলি ব্যবহার করার ধারণাটি সম্পূর্ণ নতুন নয়। 1873 সালে প্রথম প্রকাশিত মাইক্রোস্কোপে মূল ধারণাগুলি মূলত অ্যাবে দর্শনের তত্ত্বের অন্তর্ভুক্ত; এই তত্ত্বের পরবর্তী চিত্রণমূলক পরীক্ষা-নিরীক্ষা, বিশেষত ১৯০6 সালে অ্যালবার্ট বি পোর্টার কর্তৃক অপটিক্যাল প্রসেসিংয়ের সহজ উদাহরণ।

আবের ধারণাগুলি অনুধাবন হিসাবে ব্যাখ্যা করা যেতে পারে যে একটি মাইক্রোস্কোপে চিত্র গঠনের আরও সুস্পষ্টভাবে অন্তর্নিহিত প্রক্রিয়া হিসাবে সুসংগত চিত্র গঠনের প্রক্রিয়া হিসাবে আরও সঠিকভাবে বর্ণনা করা হয়। সুতরাং, মাইক্রোস্কোপ পর্যায়ে বস্তু আলোকিত সুসংগত আলো here বস্তুর দ্বারা পৃথক হবে। একটি চিত্র গঠনের জন্য, এই বিচ্ছুরিত আলো অবশ্যই মাইক্রোস্কোপের অবজেক্ট লেন্স দ্বারা সংগ্রহ করা উচিত এবং চিত্রটির প্রকৃতি এবং রেজোলিউশনটি কতটা বিভক্ত আলো সংগ্রহ করবে তা দ্বারা প্রভাবিত হবে। উদাহরণস্বরূপ, কোনও বস্তুর প্রশস্ততা ট্রান্সমিট্যান্সে পর্যায়ক্রমিক পরিবর্তনের সমন্বয়ে বিবেচনা করা যেতে পারে this এই বস্তুর দ্বারা বিচ্ছুরিত আলোটি পৃথক পৃথক দিকের (বা বিচ্ছুরণের আদেশ) একটি সিরিজে উপস্থিত থাকবে। এই সিরিজের অর্ডারগুলিতে অপটিক্যাল অক্ষের সাথে প্রচারিত শূন্য অর্ডার এবং এই শূন্য ক্রমের উভয় পক্ষের অর্ডারের একটি প্রতিসামগ্রী সেট রয়েছে। মাইক্রোস্কোপ উদ্দেশ্য এই আদেশগুলির বিভিন্ন সংমিশ্রণ গ্রহণ করায় কী হবে তা অ্যাবে সঠিকভাবে সনাক্ত করেছেন। উদাহরণস্বরূপ, যদি শূন্য ক্রম এবং একটি প্রথম অর্ডার সংগ্রহ করা হয়, তবে প্রাপ্ত তথ্যগুলি হ'ল অবজেক্টটি পর্যায়ক্রমিক বিতরণ নিয়ে গঠিত তবে পর্যায়ক্রমিক কাঠামোর স্থানিক অবস্থান সঠিকভাবে নির্ধারণ করা যায় না। বিভক্ত আলোর অন্যান্য প্রথম ক্রমটি অন্তর্ভুক্ত করা হলে পর্যায়ক্রমিক কাঠামোর সঠিক স্থানিক অবস্থানও পাওয়া যায়। আরও অর্ডার অন্তর্ভুক্ত হিসাবে, চিত্রটি আরও ঘনিষ্ঠভাবে অবজেক্টটির অনুরূপ।

সুসংহত অপটিক্যাল ডেটা প্রসেসিং 1950 এর দশকের গবেষণার জন্য একটি গুরুতর বিষয় হয়ে ওঠে, আংশিকভাবে ফুরিয়ার ইন্টিগ্রাল এবং অপটিক্সের ক্ষেত্রে এর প্রয়োগের বিষয়ে ফরাসি পদার্থবিদ পিয়ের-মিশেল ডুফিয়াকসের কাজ এবং পরবর্তীকালে অপটিক্যাল গবেষণায় যোগাযোগ তত্ত্বের ব্যবহারের কারণে। কাজটি ফ্রান্সে আন্ড্রে মারাচাল এবং পল ক্রোস দ্বারা শুরু করা হয়েছিল এবং আজ বিভিন্ন কৌশল দ্বারা কৌশলটি চেষ্টা করা যেতে পারে। এর মধ্যে রাস্টার লাইনগুলি অপসারণ (একটি টিভি চিত্রের মতো) এবং হাফটোন বিন্দুগুলি (সংবাদপত্রের চিত্রের মতো) অন্তর্ভুক্ত রয়েছে; বিপরীতে বৃদ্ধি; প্রান্ত তীক্ষ্ণ করা; অ্যাডিটিভ শব্দের উপস্থিতিতে একটি পর্যায়ক্রমিক বা বিচ্ছিন্ন সংকেত বৃদ্ধি; অবনমন ব্যালেন্সিং যাতে একটি রেকর্ডকৃত ক্ষুদ্রতর চিত্র কিছুটা উন্নত করা যায়; বর্ণালী বিশ্লেষণ; তথ্য ক্রস পারস্পরিক সম্পর্ক; মিলে যাওয়া এবং বিপরীত ফিল্টারিং যাতে ইমেজটিতে একটি উজ্জ্বল স্পট একটি নির্দিষ্ট বস্তুর উপস্থিতি নির্দেশ করে।

ফিল্টারিং

সুসংহত অপটিক্যাল প্রসেসিংয়ের জন্য প্রয়োজনীয় বুনিয়াদি দুটি সিস্টেমে লেন্স (চিত্র 9) নিয়ে গঠিত। সুসংগত আলোর একটি collimated মরীচি অবজেক্টটি ট্রান্সিলিউমিট করতে ব্যবহৃত হয়। প্রথম লেন্সটি বস্তুর বৈশিষ্ট্যযুক্ত ফ্রেউনহোফার বিচ্ছুরণ প্যাটার্ন তৈরি করে, যা বস্তুর সাথে সম্পর্কিত স্থানিক ফ্রিকোয়েন্সি বিতরণ। (গাণিতিকভাবে, এটি বস্তুর প্রশস্ততা বিতরণের ফুরিয়ার রূপান্তর)) প্রশস্ততা (ঘনত্ব) বা ফেজ (অপটিক্যাল পাথ) প্রকরণ বা উভয় সমন্বিত একটি ফিল্টার বিচ্ছিন্নতার প্যাটার্নের প্লেনটিতে স্থাপন করা হয়। এই ফিল্টারটির মধ্য দিয়ে যাওয়া আলোটি একটি চিত্র তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়, এই পদক্ষেপটি দ্বিতীয় লেন্স দ্বারা সম্পাদিত। ফিল্টারটির একটি নিয়ন্ত্রিত উপায়ে স্থানিক ফ্রিকোয়েন্সি বর্ণালী পরিবর্তন করে চিত্রের প্রকৃতি পরিবর্তন করার প্রভাব রয়েছে যাতে বস্তুর তথ্যের কিছু দিক বাড়ানো যায়। মারচাল বর্ণনামূলক শিরোনামকে এই জাতীয় দ্বি-লেন্স ব্যবস্থায় ডাবল বিচ্ছিন্নতা দিয়েছিলেন।

ফিল্টারগুলি তাদের ক্রিয়া অনুসারে বিভিন্ন ধরণের সুবিধার্থে গোষ্ঠীভুক্ত হতে পারে। ব্লককারী ফিল্টারগুলিতে সম্পূর্ণ স্বচ্ছতার অঞ্চল এবং সম্পূর্ণ অস্বচ্ছতার অন্যান্য অঞ্চল রয়েছে। অস্বচ্ছ অঞ্চলগুলি অবজেক্টটির স্থানিক ফ্রিকোয়েন্সি বর্ণালীটির কিছু অংশ সম্পূর্ণভাবে সরিয়ে দেয়। রাস্টার লাইনগুলি এবং হাফটোন বিন্দুর অপসারণ এই ধরণের ফিল্টার দিয়ে সম্পন্ন হয়। অবজেক্টটি পর্যায়ক্রমিক ক্রিয়াকলাপ হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে যার খামটি যার দৃশ্য বা চিত্র — বা সমতুল্য পর্যায়ক্রমিক ক্রিয়াকলাপের চিত্রটিকে চিত্রিত করে। বিচ্ছিন্নতা প্যাটার্নটি একটি পর্যায়ক্রমিক বিতরণকে অন্তর্ভুক্ত করে যা পর্যায়ক্রমে রাস্টার পিরিয়ডির সাথে সম্পর্কিত হয়। এই পর্যায়ক্রমিক অবস্থানগুলির প্রতিটিতে কেন্দ্রস্থল হ'ল দৃশ্যের বিবর্তন প্যাটার্ন। সুতরাং, যদি ফিল্টারটি এই জায়গাগুলির একটিতে কেন্দ্রিক অ্যাপারচার হয় যাতে পর্যায়ক্রমিক উপাদানগুলির মধ্যে কেবল একটির পাস করার অনুমতি দেওয়া হয় তবে রাস্টার সময়কাল অপসারণ করা হয়, তবে দৃশ্যের তথ্য ধরে রাখা হয় (চিত্র 9 দেখুন)। হাফটোন বিন্দু অপসারণের সমস্যাটি উপরের প্রক্রিয়াটির দ্বিমাত্রিক সমতুল্য। যেহেতু কোনও বস্তুর দ্বি-মাত্রিক স্থানিক ফ্রিকোয়েন্সি বর্ণালী সুসংহত অপটিক্যাল প্রসেসিং সিস্টেমে প্রদর্শিত হয়, তথ্যের অভিমুখীকরণের মাধ্যমে তথ্য আলাদা করা সম্ভব। ব্লককারী ফিল্টারগুলির অন্যান্য অ্যাপ্লিকেশনগুলির মধ্যে ব্যান্ড-পাস ফিল্টার অন্তর্ভুক্ত রয়েছে, যার আবার বৈদ্যুতিন সার্কিটের ব্যান্ড-পাস ফিল্টারগুলির সাথে সরাসরি সম্পর্ক রয়েছে।

দ্বিতীয় ধরণের ফিল্টার একটি প্রশস্ততা ফিল্টার যা একটি অবিচ্ছিন্ন ঘনত্বের বৈচিত্র নিয়ে গঠিত। এই ফিল্টারগুলি অবজেক্ট ইনপুটটির বিপরীতে বা বস্তুর পার্থক্য বাড়ানোর জন্য উত্পাদিত হতে পারে। এগুলি প্রায়শই ফটোগ্রাফিক ফিল্মের নিয়ন্ত্রিত এক্সপোজার বা ধাতব বাষ্পীকরণের মাধ্যমে স্বচ্ছ স্তরতে নির্মিত হয়।

কিছু নির্দিষ্ট অপটিকাল প্রক্রিয়াকরণের কৌশলগুলির জন্য অপটিকাল ফিল্ডের ধাপটি পরিবর্তিত হওয়া প্রয়োজন এবং অতএব, কোনও শোষণ ছাড়াই পৃথক অপটিকাল বেধের ফিল্টার প্রয়োজন। সাধারণত, প্রশস্ততা এবং পর্ব উভয়ই সংশোধন করতে হয়, সুতরাং, একটি জটিল ফিল্টার প্রয়োজন। সাধারণ ক্ষেত্রে প্রশস্ততা এবং ফেজ অংশগুলি পৃথকভাবে তৈরি করা যায়, ম্যাগনেসিয়াম ফ্লোরাইডের মতো স্বচ্ছ পদার্থের বাষ্পীভূত স্তর ব্যবহার করে ফেজ ফিল্টারটি তৈরি করা হচ্ছে। বর্তমান অনুশীলনটি একটি ইন্টারফেরোমেট্রিক পদ্ধতিতে জটিল ফিল্টারটি বানোয়াট করা হয় যাতে প্রয়োজনীয় জটিল প্রশস্ততা ফাংশনটি হোলগ্রাম হিসাবে রেকর্ড করা হয় (হলোগ্রাফির নীচে দেখুন)।

ফেজ-কনট্রাস্ট মাইক্রোস্কোপটিকে একটি অপটিকাল প্রসেসিং সিস্টেমের একটি উদাহরণ হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে, এবং চিত্র 9 এর রেফারেন্স দ্বারা বোঝা ধারণাগুলি কেবল এখানে সরলতম রূপটি বিবেচনা করা হবে। পর্যায় বস্তুর স্থানিক ফ্রিকোয়েন্সি বর্ণালী গঠিত হয় এবং সেই বর্ণালীটির কেন্দ্রীয় অংশের পর্যায় যথাক্রমে ধনাত্মক বা নেতিবাচক পর্বের বিপরীতে উত্পাদন করতে π / 2 বা 3π / 2 দ্বারা পরিবর্তিত হয় changed চিত্রের বৈসাদৃশ্যটিকে উন্নত করতে আঞ্চলিকভাবে শোষণকারী (যেমন, একটি প্রশস্ততা ফিল্টার) যে পরিমাণ ফেজ ফিল্টার ব্যবহৃত হয় একই জায়গাকে coveringাকা অতিরিক্ত ফিল্টার covering এই প্রক্রিয়াটির সীমাবদ্ধতা হ'ল the (x) পর্বের তারতম্যগুলি যাতে সামান্য হয় তাই e ⁱ ϕ ^(x) ≅ 1 + iϕ (x)। অসংলগ্ন আলোর সাথে, পর্যায়ের তথ্য দৃশ্যমান নয়, তবে অনেক জৈবিক নমুনায় কেবল রিফ্রেসিভ ইনডেক্সের বৈচিত্র থাকে যা ফলশ্রুতিতে অপটিকাল পথ এবং ফলস্বরূপ, পার্থক্যগুলির ফলাফল করে। ফেজ-কনট্রাস্ট মাইক্রোস্কোপের চিত্রটি এমন যে চিত্রটির তীব্রতা রৈখিকভাবে সম্পর্কিত হয় এবং তাই অবজেক্টের পর্বের তথ্য যেমন - I (x) ∝ 1 ± 2ϕ (x) এর ইতিবাচক এবং নেতিবাচক পর্বের বিপরীতে যথাক্রমে।

অপটিকাল প্রসেসিং পদ্ধতিগুলির অধ্যয়নের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ অনুপ্রেরণা হ'ল ক্ষতিকারক চিত্রগুলির কিছু সংশোধন অর্জন করা। অন্তর্নিহিত আলোতে অবসন্ন অপটিক্যাল সিস্টেমের সাথে তোলা ফটোগুলি যদি পরবর্তী প্রক্রিয়াজাতকরণের মাধ্যমে সংশোধন করা যায় তবে যথেষ্ট প্রযুক্তিগত সুবিধা অর্জন করা যেতে পারে। নির্দিষ্ট সীমাবদ্ধতার মধ্যে এটি সম্পাদন করা যেতে পারে, তবে বিড়ম্বিত সিস্টেমের প্রেরণা প্রতিক্রিয়া বা স্থানান্তর ফাংশনটি অবশ্যই জানা উচিত। রেকর্ডকৃত চিত্রের তীব্রতা বন্টন হ'ল অবনমিত সিস্টেমটির তীব্রতা আবেগ প্রতিক্রিয়ার সাথে অবজেক্টের তীব্রতার সংশ্লেষ। এই রেকর্ডটি সুসংগত অপটিক্যাল প্রসেসিং সিস্টেমের ইনপুট; এই সিস্টেমে গঠিত বিচ্ছিন্নতা প্যাটার্নটি হ'ল অবজেক্টের স্পেসিয়াল ফ্রিকোয়েন্সি বর্ণালী এবং অবনমিত সিস্টেমের স্থানান্তর ফাংশনের পণ্য। ধারণাগতভাবে, ফিল্টারটির প্রভাব ব্যালান্স করার জন্য স্থানান্তর কার্যের বিপরীত হতে হবে। চূড়ান্ত চিত্রটি তখন বস্তুর তীব্রতা বিতরণের একটি চিত্র হতে পারে। তবে এটি সমালোচনামূলক যে ট্রান্সফার ফাংশনটির সীমাবদ্ধ ফ্রিকোয়েন্সি সীমার মধ্যে সীমাবদ্ধ মূল্য রয়েছে এবং কেবলমাত্র সেই ফ্রিকোয়েন্সিগুলি যা মূল অ্যাভারেটেড সিস্টেম দ্বারা রেকর্ড করা হয় প্রক্রিয়াযুক্ত চিত্রটিতে উপস্থিত হতে পারে। অতএব, এই স্থানিক ফ্রিকোয়েন্সি যা রেকর্ড করা হয়েছিল তাদের জন্য, চাটুকার কার্যকর স্থানান্তর ফাংশন পাওয়ার জন্য কিছু প্রক্রিয়াজাতকরণ করা যেতে পারে; স্থানান্তর ফ্রিকোয়েন্সি বর্ণালী এর বিপরীতে এবং পর্ব উভয়ই পরিবর্তন করতে হতে পারে কারণ স্থানান্তর ফাংশন, সাধারণভাবে একটি জটিল ফাংশন। প্রধান উদাহরণগুলি ছদ্মবেশ, ডিফোকাসিং বা চিত্রের গতি দ্বারা বিচ্ছিন্ন চিত্রগুলির জন্য।

হোলগ্রফ্

তত্ত্ব

হলোগ্রাফি একটি দ্বি-ধাপের সুসংহত চিত্র-গঠনের প্রক্রিয়া যার মধ্যে একটি মধ্যবর্তী রেকর্ডটি অবজেক্টের সাথে সম্পর্কিত জটিল অপটিক্যাল ক্ষেত্র দ্বারা তৈরি করা হয়। ওয়েভ-ফ্রন্ট পুনর্নির্মাণ প্রক্রিয়াটির আবিষ্কার (বর্তমানে হলোগ্রাফি বলা হয়) 1948 সালে একটি হাঙ্গেরীয়-বংশোদ্ভূত পদার্থবিজ্ঞানী ডেনিস গ্যাবারের দ্বারা একটি নির্দিষ্ট প্রয়োগের কথা মাথায় রেখে বর্ণিত হয়েছিল - ইলেক্ট্রন বীমের সাহায্যে তৈরি ইমেজগুলির রেজোলিউশনের উন্নতি করার চেষ্টা করার জন্য। কৌশলটি অবশ্য এর এখনও বেশিরভাগ সাফল্য অর্জন করেছে যখন হালকা বিমগুলি বিশেষত বর্ণালীটির দৃশ্যমান অংশে নিযুক্ত করা হয়। প্রক্রিয়াটির প্রথম পদক্ষেপটি হ'ল আগ্রহের বস্তু এবং একটি সুসংগত ব্যাকগ্রাউন্ড বা রেফারেন্স ওয়েভ দ্বারা বিভক্ত আলোর মিথস্ক্রিয়া দ্বারা উত্পাদিত হস্তক্ষেপ প্যাটার্ন (প্রায়শই উচ্চ-রেজোলিউশন ফিল্মে) রেকর্ড করা। দ্বিতীয় ধাপে, এই রেকর্ডটি, যা হলোগ্রাম, মূল বস্তুর একটি চিত্র গঠনের জন্য সুসংহতভাবে আলোকিত করা হয়। আসলে, দুটি চিত্র সাধারণত গঠিত হয় — একটি আসল চিত্র (প্রায়শই কনজুগেট চিত্র বলে) এবং একটি ভার্চুয়াল চিত্র (প্রায়শই প্রাথমিক চিত্র বলা হয়) called এই প্রক্রিয়াটির উপর ভিত্তি করে দুটি প্রাথমিক ধারণা রয়েছে: প্রথমত, একটি সুসংগত ব্যাকগ্রাউন্ড (বা রেফারেন্স) মরীচি সংযোজন। দুটি অপটিকাল ক্ষেত্র বিবেচনা করা যেতে পারে, জটিল পরিমিতিগুলির মধ্যে স্থানের স্থানাঙ্কের সমানুপাতিক কোণের কোসাইন এবং যথাক্রমে কোণের কোসিনের মডিউলাস (পরম মাত্রা) হিসাবে পরিবর্তিত হয়। এই ক্ষেত্রগুলির তীব্রতার একটি পরিমাপ থেকে তাদের পার্থক্য করা অসম্ভব কারণ উভয়ই স্থানের সমন্বয়ের কোসাইন স্কোয়ার হিসাবে পরিবর্তিত হয়। তবে এই দুটি ক্ষেত্রের প্রত্যেকটিতে যদি দ্বিতীয় সুসংগত অপটিক্যাল ক্ষেত্র যুক্ত করা হয়, তবে ফলস্বরূপ ক্ষেত্রগুলি যথাক্রমে (1 + কোস এক্স) এবং (1 + | কোস এক্স |) হয়ে যায়। পরিমাপ করা তীব্রতা এখন আলাদা, এবং প্রকৃত ক্ষেত্রগুলি তীব্রতার বর্গমূল গ্রহণ করে নির্ধারণ করা যেতে পারে। একটি ফোটোগ্রাফিক রেকর্ডের প্রশস্ততা ট্রান্সমিট্যান্স আসলে, মূল তীব্রতা বিতরণের বর্গমূল যা ফিল্মটিকে উন্মোচিত করেছিল exposed আরও সাধারণ অর্থে, একটি (x) এক্সপ্রেস [iϕ ₁ (x)] ফর্মের একটি অপটিক্যাল ক্ষেত্র, যেখানে একটি (x) প্রশস্ততা এবং ϕ ₁ (x) হয় সেই স্তরটি ক্ষেত্র থেকে পৃথক করা যায় a (x) exp [iϕ ₂ (x)] সুসংগত ব্যাকগ্রাউন্ড যুক্ত করে; পর্যায়ক্রমিক ϕ ₁ (x) এবং ϕ ₂ (x) এর পরে ফলাফলের প্যাটার্নটিতে তীব্রতার কোসাইন পরিবর্তিত রূপ রয়েছে। অতএব, অপটিক্যাল ফিল্ডের ফেজ তথ্য রেকর্ড করার সমস্যাটি পরিলক্ষিত হয়। যখন হলোগ্রাম আলোকিত হয়, তবে, সেই প্লেনটিতে মূলত বিদ্যমান অপটিক্যাল ক্ষেত্রটি পুনরায় তৈরি করা হয়। দ্বিতীয় মৌলিক ধারণাটি প্রয়োগ করার জন্য - একটি চিত্র তৈরির সম্পত্তি - এটি নির্ধারণ করা দরকার যে কোনও বিন্দু বস্তুর হলোগ্রাম কী - বাস্তবে এটি সাইন-ওয়েভ জোন প্লেট বা জোন লেন্স। যদি জোন লেন্স আলোকিত করতে আলোর একটি কলিমেটেড মরীচি ব্যবহার করা হয়, তবে দুটি মরীচি উত্পাদন করা হয়; প্রথমটি আসল ফোকাসে আসে এবং অন্যটি হ'ল একটি বিচ্যুত মরীচি যা ভার্চুয়াল ফোকাস থেকে এসেছে বলে মনে হয়। (তুলনা করে, আরও ধ্রুপদী জোন প্লেটের প্রকৃত এবং ভার্চুয়াল ফোকাসগুলির একটি বিশাল সংখ্যা রয়েছে এবং একটি বাস্তব লেন্স রয়েছে তবে একটি)) বস্তুটি যখন বিন্দু ব্যতীত অন্য হয়, তখন জোন লেন্সটি বস্তুর বিভাজন প্যাটার্ন দ্বারা পরিবর্তিত হয়; অর্থাত্, বস্তুর প্রতিটি বিন্দু তার নিজস্ব জোন লেন্স তৈরি করে এবং ফলস্বরূপ হলোগ্রামটি এই জাতীয় জোন লেন্সগুলির সংমিশ্রণ।

গ্যাবরের মূল সিস্টেমে হলোগ্রামটি সেই বস্তুর দ্বারা বিভক্ত আলোর এবং প্রান্তিক পটভূমির মধ্যে হস্তক্ষেপের একটি রেকর্ড ছিল। এটি স্বয়ংক্রিয়ভাবে সেই শ্রেণীর অবজেক্টগুলিতে প্রক্রিয়াটি সীমাবদ্ধ করে যার যথেষ্ট পরিমাণে স্বচ্ছ (চিত্র 10 এ দেখুন)। চিত্র 10 বিতে চিত্রিত হিসাবে হলোগ্রামটি যখন কোনও চিত্র তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়, তখন দুটি ছবি তৈরি হয়। এই চিত্রগুলির সাথে যুক্ত আলো একই দিকে প্রচার করছে এবং তাই অন্য চিত্র থেকে একটি চিত্রের আলোর সমতলে ফোকাসের উপাদান হিসাবে উপস্থিত হয়। এই ধরণের হলোগ্রামকে সাধারণত ইন-লাইন ফ্রেসেন হোলোগ্রাম হিসাবে উল্লেখ করা হয় কারণ এটি সেই বস্তুর প্যাটার্ন যা কোলাইনারি সুসংগত ব্যাকগ্রাউন্ডে হস্তক্ষেপ করে। দ্বিতীয় চিত্রটির ক্ষতিকারক প্রভাবগুলি হ্রাস করা যায় যদি হোলগ্রামটি বস্তুর সুদূর প্রান্তে তৈরি করা হয় যাতে এটি জড়িত কোনও অবজেক্টের ফ্রেউনহোফার বিভাজন প্যাটার্ন হয়। এই আধুনিক কৌশলটি মাইক্রোস্কোপিতে বিশেষত ছোট কণার পরিমাপ এবং বৈদ্যুতিন মাইক্রোস্কোপিতে উল্লেখযোগ্য প্রয়োগ খুঁজে পেয়েছে।

হলোগ্রাম রেকর্ড করার আরও বহুমুখী একটি পদ্ধতি হলোগ্রাম উত্পাদন করতে রেফারেন্স ওয়েভ হিসাবে আলোর দ্বিতীয় মরীচি যুক্ত করা। হলোগ্রাম হ'ল অবজেক্ট এবং এই পৃথক রেফারেন্স ওয়েভ দ্বারা বিভক্ত আলো দ্বারা উত্পাদিত হস্তক্ষেপ প্যাটার্নের রেকর্ড। রেফারেন্স ওয়েভ সাধারণত বিভক্ত বিমের কোণে প্রবর্তিত হয়, তাই এই পদ্ধতিটি প্রায়শই অফ-অক্ষ (বা সাইড-ব্যান্ড) হলোগ্রাফি বলে called যখন হলোগর আলোকিত হয়, তখন চিত্র-তৈরিকারী মরীচিগুলি একই দিকে বিকাশ করে না তবে বিচ্ছিন্ন রশ্মি এবং মূল রেফারেন্স বিমের মধ্যে দ্বিগুণ একটি কোণ দিয়ে একে অপরের দিকে ঝুঁকে থাকে। সুতরাং, একটি চিত্রের সাথে যুক্ত আলো অন্য চিত্র থেকে সম্পূর্ণ আলাদা হয়ে যায়।

অপটিকাল প্রসেসিংয়ের পূর্বের আলোচনার সাথে কিছুটা মূল্য রয়েছে এবং এর সাথে সম্পর্কিত আরও একটি কৌশল হ'ল তথাকথিত সাধারণীকরণ বা ফুরিয়ার ট্রান্সফর্ম হোলোগ্রামের উত্পাদন of এখানে রেফারেন্স মরীচিটি বস্তুর ফ্রেউনহোফার বিচ্ছুরণ প্যাটার্নে সুসংগতভাবে যুক্ত করা হয় বা লেন্স দ্বারা গঠিত (চিত্র 9 এর প্রথম পর্যায়ে)।

এখনও পর্যন্ত বর্ণিত প্রক্রিয়াটি অবজেক্টের মাধ্যমে সঞ্চারিত আলোর ক্ষেত্রে হয়েছে। পৃথক রেফারেন্স মরীচিযুক্ত পদ্ধতিগুলি প্রতিবিম্বিত আলোতে ব্যবহার করা যেতে পারে এবং হলোগ্রাম থেকে উত্পাদিত ভার্চুয়াল (প্রাথমিক) চিত্রটিতে ত্রি-মাত্রিকতা এবং প্যারাল্যাক্সের ক্ষেত্রে একটি সাধারণ চিত্রের সমস্ত বৈশিষ্ট্য রয়েছে। সাধারণত, একটি রেকর্ডকৃত চিত্রটি কেবলমাত্র বস্তুর দ্বি-মাত্রিক উপস্থাপনা। সম্পূর্ণ বর্ণের হলোগ্রামগুলি একই সাথে তিনটি হলোগ্রাম রেকর্ড করে রেকর্ড করা যায় - একটি লাল আলোতে, একটি নীল এবং একটি সবুজতে।

অ্যাপ্লিকেশন

ভাবমূর্তি বিরচন

এখানে বর্ণিত অ্যাপ্লিকেশনগুলি তিনটি গ্রুপে রয়েছে: চিত্র-গঠনকারী অ্যাপ্লিকেশন, অ-চিত্র-তৈরিকরণ অ্যাপ্লিকেশন এবং অপটিক্যাল উপাদান হিসাবে হলোগ্রাম। এটি উল্লেখযোগ্য যে তিনটি গ্রুপই নির্দিষ্ট হোলোগ্রাফিক কৌশলগুলির চেয়ে প্রক্রিয়াটির মৌলিক ব্যবহারের সাথে সম্পর্কিত। প্রথম গোষ্ঠীতে বিভিন্ন ধরণের কারণে, সাধারণ অসংলগ্ন বা সুসংগত চিত্র গঠন সন্তোষজনক না হলে ইমেজ গঠন ব্যবহার করে applications অ্যাপ্লিকেশনগুলিকে জড়িত। কেবলমাত্র একটি উল্লেখযোগ্য লাভ-যদি না হয় প্রয়োজনীয় রেকর্ড না পাওয়া যায় তবে হোলোগ্রাফিক কৌশল দ্বারা কেবল একটি সাধারণ চিত্র প্রক্রিয়া প্রতিস্থাপন করা যথেষ্ট নয় - প্রয়োজনীয় রেকর্ডটি আরও সহজে বা আরও নির্ভুলভাবে প্রাপ্ত করা যায়। এই বিভাগে আসা অ্যাপ্লিকেশনগুলি হোলোগ্রাফিক মাইক্রোস্কোপি; কণা-আকার বিশ্লেষণ; বিভিন্ন ধরণের বিশেষত গ্যাস প্রবাহের হাই-স্পিড ফটোগ্রাফি; প্রদর্শন সহ ডেটা স্টোরেজ এবং পুনরুদ্ধার; এলোমেলো মাধ্যমের মাধ্যমে চিত্র গঠন; এবং অ অপটিকাল হলোগ্রাফি, বিশেষত অ্যাকোস্টিক হলোগ্রাফি।

অ ইমেজ বিরচন

আগ্রহের দ্বিতীয় গোষ্ঠীতে সেই অ্যাপ্লিকেশনগুলি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে যা চিত্র তৈরি করে না। হলোগ্রাফির খুব বাস্তব এবং উত্তেজনাপূর্ণ অ্যাপ্লিকেশনগুলির মধ্যে একটি হ'ল মনগড়া উপকরণগুলির ননডেস্ট্রেকটিভ টেস্টিং। এই পদ্ধতির একটি আকর্ষণীয় উদাহরণ হ'ল টায়ারের প্লিজগুলির মধ্যে বিদ্যমান ত্রুটিগুলি (ডিবেডস) সনাক্তকরণের জন্য টায়ার পরীক্ষা করার জন্য। ইন্টারফেরোমেট্রির ক্ষেত্রটি এভাবে পুরো নতুন শ্রেণীর অবজেক্টগুলিতে প্রসারিত হয়। অনুরূপ তবে পৃথক বিকাশে হস্তক্ষেপ মাইক্রোস্কোপি সফলভাবে ব্যবহৃত হয়েছে।

অপটিক্যাল উপাদান

তৃতীয় এবং চূড়ান্ত গোষ্ঠীতে সেই অ্যাপ্লিকেশনগুলি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে যা হলোগ্রামকে তার নিজস্বভাবে অপটিক্যাল উপাদান হিসাবে ব্যবহার করে। এর মধ্যে সুসংগত, বিশেষায়িত গ্র্যাচিংয়ের বিল্ডিং এবং সুসংগত অপটিক্যাল ডেটা প্রসেসিংয়ে হলোগ্রাফিক ফিল্টারগুলির প্রয়োগ অন্তর্ভুক্ত।

হোলোগ্রাফি প্রচলিত মাইক্রোস্কোপের সাথে মানিয়ে নেওয়া হয়েছে, যা পৃথক রেফারেন্স মরীচি অন্তর্ভুক্তির মাধ্যমে সংশোধিত করা হয় যাতে অণুবীক্ষণে বস্তুর দ্বারা বিভক্ত আলোকে রেফারেন্স মরীচি থেকে আলোকে হস্তক্ষেপ করার জন্য তৈরি করা হয়। উপলব্ধ ক্ষেত্রের গভীরতার বৃদ্ধি এই ধরণের রেকর্ডিং প্রক্রিয়া দ্বারা অর্জন করা হয়। ইমেজটি উত্পাদিত হয় যখন হলোগ্রামটি আবার সুসংহত মরীচি দ্বারা আলোকিত হয়।

কণা আকার বিশ্লেষণে হোলোগ্রাফির প্রয়োগ (উদাহরণস্বরূপ, ধুলো এবং তরল ফোঁটাগুলির আকার বন্টন নির্ধারণ করা) আধুনিক সময়ের অ্যাপ্লিকেশনগুলির মধ্যে প্রথমটি ছিল। এক অর্থে এটিকেও মাইক্রোস্কোপি হিসাবে ভাবা যেতে পারে। এই বিশেষ সমস্যা সমাধানের জন্য ফ্রেউনহোফার হলোগ্রাফির নীতিগুলি তৈরি করা হয়েছিল। কণাগুলি চলমান থাকায় তাত্ক্ষণিকভাবে একটি হলোগ্রাম তৈরি করতে হবে। একটি পালস-রুবি লেজার কৌশল তাই ব্যবহৃত হয়। কণা বা বোঁটা দ্বারা বিভক্ত আলো এবং সূত্রের মধ্য দিয়ে সরাসরি প্রবাহিত সুসংগত ব্যাকগ্রাউন্ড আলোর মধ্যে হলোগ্রাম গঠিত হয়। পুনর্গঠনে, স্থির চিত্রগুলির একটি সিরিজ তৈরি করা হয় যা অবসর সময়ে পরীক্ষা করা যায়। অতএব, একটি ক্ষণস্থায়ী ইভেন্ট মূল্যায়নের জন্য স্থির চিত্রে রুপান্তরিত হয়েছে।

ডেটা স্টোরেজ এবং পুনরুদ্ধার সম্ভবত হলোগ্রাফির অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ অ্যাপ্লিকেশন, যা বিকাশ এবং সংশোধন প্রক্রিয়াধীন রয়েছে। যেহেতু চিত্র সম্পর্কিত তথ্য স্থানীয় নয়, এটি স্ক্র্যাচ বা ধূলিকণা দ্বারা প্রভাবিত হতে পারে না। উপকরণগুলির সাম্প্রতিক অগ্রগতিগুলি, বিশেষত যা ক্ষয়যোগ্য এবং পুনরায় ব্যবহারযোগ্য হতে পারে, তারা হলোগ্রাফিক অপটিকাল স্মৃতিগুলিতে আরও আগ্রহ যুক্ত করেছে।

নন-ইমেজ তৈরির অ্যাপ্লিকেশনগুলির মধ্যে রয়েছে ইন্টারফেরোমেট্রি, হস্তক্ষেপ মাইক্রোস্কোপি এবং অপটিক্যাল প্রসেসিং। হলোগ্রাফিক ইন্টারফেরোমেট্রি বিভিন্ন উপায়ে করা যেতে পারে। মূল কৌশলটিতে আগ্রহের অবজেক্টের একটি হলগাম রেকর্ডিং এবং তারপরে এই হলোগ্রাম থেকে উত্পাদিত চিত্রকে সুসংহত আলোকিত বস্তুর সাথে হস্তক্ষেপ করা অন্তর্ভুক্ত। এই প্রযুক্তির বিভিন্নতা হ'ল একই বস্তুর বিভিন্ন সময়ে দুটি পরীক্ষাগার গঠন করা যেমন এটি পরীক্ষা করে চলেছে। দুটি হোলোগ্রামগুলি আবার একসাথে দুটি চিত্র তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে যা আবার হস্তক্ষেপ করবে। হস্তক্ষেপের প্রান্তগুলি দুটি এক্সপোজারের মধ্যে অবজেক্টের পরিবর্তনের সাথে সম্পর্কিত। তৃতীয় কৌশলটি একটি সময়-গড় হোলোগ্রাম ব্যবহার করে, যা স্পন্দিত বস্তুর অধ্যয়নের জন্য বিশেষত প্রযোজ্য।

দুটি অ্যাপ্লিকেশন রয়েছে যেগুলি হলোগ্রাফিক অপটিকাল উপাদানগুলির শিরোনামে আসে - হলোগ্রাফিক গ্র্যাচিংয়ের ব্যবহার এবং সুসংগত অপটিক্যাল ডেটা প্রসেসিংয়ের জন্য হলোগ্রাফিক ফিল্টারগুলির ব্যবহার।