এম-টাইপ থেকে ক্রসড টাইপঃ চেরনি-টার্নার স্পেকট্রোমিটার কনফিগারেশনের দ্বৈত ট্র্যাক বিবর্তন

এম-টাইপ থেকে ক্রসড টাইপঃ চেরনি-টার্নার স্পেকট্রোমিটার কনফিগারেশনের দ্বৈত ট্র্যাক বিবর্তন

01 উত্সঃ বার্লিন বিশ্ববিদ্যালয়ের ক্লাসিক ডিজাইন (1930)

১৯৩০ সালে, বার্লিন বিশ্ববিদ্যালয়ের পদার্থবিজ্ঞান ইনস্টিটিউটের অধ্যাপক মেরিয়ানাস চেরনি, তাঁর ডক্টরেট ছাত্র আর্থার ফ্রান্সিস টার্নারের সাথে,একটি ঐতিহাসিক কাগজ প্রকাশ করেছে যা প্রথমবারের মতো চের্নি-টার্নার (সি-টি) স্পেকট্রোমিটার কনফিগারেশন প্রস্তাব করেছে, দুই গবেষকের নামে নামকরণ করা হয়েছে। This design was not conceived in a vacuum but was an improvement upon the Ebert design proposed by Hermann Ebert in 1889 — Ebert had attempted to replace conventional lens collimators and camera lenses with a single concave spherical mirror to eliminate chromatic aberration, তবুও কোমা সম্পূর্ণরূপে নির্মূল করা হয়নি কারণ গ্রিটিং কাতটি অপটিক্যাল পথের সমতাকে ব্যাহত করেছিল।

ফাস্টি-ইবার্টঃ একটি একক বড় গোলাকার আয়না এবং একটি সমতল বিবর্তন গ্রিড দিয়ে গঠিত।

চেরনি এবং টার্নারের মূল উদ্ভাবনটি ছিল ইবার্টের একক বড় কনকভ মিররকে দুটি পৃথক গোলাকার মিররগুলিতে বিভক্ত করাঃ একটি কোলিমেটর হিসাবে কাজ করে এবং অন্যটি ক্যামেরার মিরর হিসাবে।এই পৃথক নকশাটি কেবল কোমাকে বাদ দেয়নি বরং ডিজাইনের আরও নমনীয়তাও সরবরাহ করেছিল ∙ দুটি আয়না বিভিন্ন মাত্রায় তৈরি করা যেতে পারে, বিভিন্ন কার্ভারেজ ব্যাসার্ধ, এবং এমনকি অস্থিরতা মুক্ত ইমেজিং অর্জনের জন্য টরয়েডাল মিরর তৈরি করা যেতে পারে।এই আবিষ্কারটি প্রকাশের পর থেকে দুই দশকেরও বেশি সময় ধরে প্রায় ভুলেই গিয়েছিল।১৯৫২ সাল পর্যন্ত, উইলিয়াম জি. ফাস্টি ইবার্ট সিস্টেম (পরে ইবার্ট-ফাস্টি সিস্টেম নামে পরিচিত) পুনরায় আবিষ্কার করেননি,যে একাডেমিক কমিউনিটি ধীরে ধীরে স্বীকার করতে এসেছিল যে চেরনি-টার্নার ডিজাইনটি ইবার্ট-ফাস্টি সিস্টেমের চেয়ে বিচ্যুতি সংশোধন করার জন্য বৃহত্তর সুযোগ প্রদান করেছিলসিটি-টি সিস্টেমের সুবিধাগুলি পুরোপুরি উপলব্ধি করতে আরও বেশ কয়েক বছর সময় লেগেছিল, শেষ পর্যন্ত এটি আধুনিক স্পেকট্রোমিটারে প্রভাবশালী কনফিগারেশন হয়ে ওঠে।

02 এম-টাইপঃ ক্লাসিকাল উন্মুক্ত অপটিক্যাল পাথ

এম-টাইপ সি-টি অপটিক্যাল পাথ ডায়াগ্রাম

এম-টাইপ হল চেরনি-টার্নার কনফিগারেশনের সবচেয়ে ক্লাসিক্যাল লেআউট, যা বেসিক সি-টি অপটিক্যাল স্ট্রাকচার নামেও পরিচিত, যা তার অপটিক্যাল পথের জন্য নামকরণ করা হয়েছে যা, যখন প্রকাশিত হয়,"এম" অক্ষরের সাথে খুব মিল আছেএই কনফিগারেশনে, প্রবেশদ্বার ছিদ্র, কলিমেটর মিরর, গ্রিট, ফোকাসিং মিরর এবং ডিটেক্টর একটি পরিষ্কার অপটিক্যাল পথ গঠন করে একটি সোজা লাইনে সাজানো হয়।

এম-টাইপের মূল সুবিধাটি তার চমৎকার রেজোলিউশনের ধারাবাহিকতায় রয়েছে।তাত্ত্বিক হিসাব এবং পরীক্ষাগুলি দেখায় যে এম-টাইপ সম্পূর্ণ বর্ণালী পরিসীমা জুড়ে তুলনামূলকভাবে ছোট রেজোলিউশন বৈচিত্র প্রদর্শন করে, একটি সমতল বন্টনের কাছাকাছি, ক্রস টাইপের "ভি"-আকৃতির বৈচিত্র্যের তুলনায় অনেক বেশি। এর অর্থ হল যে একটি বিস্তৃত বর্ণালী ব্যাপ্তিতে,এম-টাইপ আরও ধ্রুবক রেজোলিউশন পারফরম্যান্স বজায় রাখতে পারেএছাড়া এম-টাইপের অস্থিরতা অপ্টিমাইজেশনের ক্ষেত্রে একটি স্বাভাবিক সুবিধা রয়েছে, যা খুব কম মাত্রায় অস্থিরতা সংশোধন করতে সক্ষম।যখন তার ভ্রান্ত আলো কর্মক্ষমতা ক্রস টাইপ চেয়ে সামান্য উচ্চতর.

প্রতিনিধিত্বমূলক পণ্যঃ JINSP SR75C ফাইবার অপটিক স্পেকট্রোমিটার একটি এম-টাইপ অপটিক্যাল পথ ব্যবহার করে, দৃশ্যমান 500nm 600nm পরিসরে 0.15nm পর্যন্ত একটি অপটিক্যাল রেজোলিউশন অর্জন করে।

03 ক্রস টাইপঃ ফোল্ডেড অপটিক্যাল পাথের বিপ্লব

ক্রসড সি-টি অপটিক্যাল স্কিম্যাটিক

ক্রস টাইপ (ক্রসড সি-টি) হল এম-টাইপ থেকে বিকশিত একটি ভাঁজ অপটিক্যাল পথ নকশা। এই কনফিগারেশনে,দুই কনকভ মিরর সমান্তরালভাবে সমতল গ্রিডের তুলনায় বাম এবং ডান দিকে সাজানো হয়, কিন্তু অপটিক্যাল পথটি "ফোল্ড" হয় ¢ ইনসিডেন্ট বিম এবং আউটসাইট বিম স্থানিকভাবে ছেদ করে। এই নকশাটি স্থান ব্যবহারকে ব্যাপকভাবে উন্নত করে, যন্ত্রের কাঠামোকে আরও কমপ্যাক্ট করে তোলে।

ক্রস টাইপের জন্ম ফাইবার অপটিক স্পেকট্রোমিটারের বিকাশের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে যুক্ত।ক্ষুদ্র এবং বহনযোগ্য স্পেকট্রোমিটারের চাহিদা নাটকীয়ভাবে বেড়েছে. ক্রস সি-টি কনফিগারেশন, এর কম্প্যাক্ট পদচিহ্নের কারণে, ছোট ফাইবার অপটিক স্পেকট্রোমিটারের জন্য আদর্শ পছন্দ হয়ে ওঠে। তবে ক্রস টাইপেরও অন্তর্নিহিত সীমাবদ্ধতা রয়েছেঃতার রেজোলিউশন কেন্দ্রীয় তরঙ্গদৈর্ঘ্য সর্বোচ্চ এবং ধীরে ধীরে প্রান্ত দিকে হ্রাস পায়, একটি "ভি"-আকৃতির বন্টন প্রদর্শন করে; এটি এস্টিগমেটিজম সংশোধন তুলনামূলকভাবে দুর্বল।ক্রসড টাইপ স্ট্রাইং লাইট দমনের ক্ষেত্রে অনন্য সুবিধা প্রদান করে, যা ক্ষুদ্র ডিজাইনের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

প্রতিনিধিত্বমূলক পণ্যঃ SR50C এবং SR100B/Z/Q সহ JINSP পণ্যগুলি ক্রস অ্যাসমিট্রিক C-T কনফিগারেশন গ্রহণ করে।যা স্পেকট্রোমিটারগুলিকে পরীক্ষাগার থেকে শিল্প ক্ষেত্রের সাইট এবং পোর্টেবল অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে স্থানান্তরিত করতে সক্ষম করে.

04 প্রযুক্তিগত বিবর্তনঃ সমতুল্য থেকে অসমতুল্য, গোলাকার থেকে মুক্ত রূপ

একবিংশ শতাব্দীতে প্রবেশের সাথে সাথে, চের্নি-টার্নার কনফিগারেশনের নকশা তত্ত্ব গভীরতর হতে থাকে।শ্যাফার ছিলেন প্রথম ব্যক্তি যিনি নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের কোমা সংশোধন করতে অসমতার কাঠামো ব্যবহার করেছিলেনরোজেনডাল এবং শ্যাফার তত্ত্বগতভাবে প্রমাণ করেছিলেন যে ক্ষতিপূরণ লেন্স বা টেরয়েডাল মিররগুলি অস্টিগমাটিজম দমন করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।

আধুনিক সি-টি কনফিগারেশন উন্নয়ন দুটি প্রধান প্রবণতা প্রদর্শন করেঃ

অসামঞ্জস্যপূর্ণ ডিজাইনের বিস্তার
ঐতিহ্যবাহী সি-টি কনফিগারেশনগুলি বেশিরভাগই সমান্তরাল বিন্যাস গ্রহণ করে, কিন্তু আধুনিক নকশাগুলি অসমত্রী কাঠামোর দিকে প্রবণ।এবং দুইটি আয়নার আপেক্ষিক অবস্থানগবেষণায় দেখা গেছে যে ক্রস-টাইপ কনফিগারেশনে, কোমা এবং অ্যাস্টিগমাটিজমের ভারসাম্যপূর্ণ সংশোধন একটি বিস্তৃত বর্ণালী পরিসরে অর্জন করা যেতে পারে।অপ্টিমাইজিং অসমত্রিক পরামিতি উল্লেখযোগ্যভাবে "V" আকৃতির রেজোলিউশন বন্টন উন্নত করতে পারেন, এবং এমনকি একটি প্রায় সমতল রেজোলিউশন বক্ররেখা অর্জন করতে পারেন।

ফ্রিফর্ম সারফেস প্রযুক্তির প্রয়োগ
গোলাকার আয়নাগুলির অন্তর্নিহিত গোলাকার বিচ্যুতি দূর করার জন্য, গবেষকরা প্যারাবলিক আয়না বা ফ্রিফর্ম পৃষ্ঠগুলির প্রয়োগ অনুসন্ধান শুরু করেছেন।যদিও এই প্রযুক্তিগুলি এখনও উচ্চ উত্পাদন ব্যয়ের কারণে ব্যাপকভাবে গৃহীত হয়নি, তারা সি-টি কনফিগারেশন উন্নয়নের ভবিষ্যতের দিক নির্দেশনা প্রতিনিধিত্ব করে।

05 ডাবল ট্র্যাক প্যারালেলিজমঃ অ্যাপ্লিকেশন ক্ষেত্রে পার্থক্য এবং সংহতকরণ

প্রায় এক শতাব্দীর বিকাশের পরে, এম-টাইপ এবং ক্রস-টাইপ সি-টি কনফিগারেশনগুলি অ্যাপ্লিকেশন স্তরে কাজের একটি পরিষ্কার বিভাগ গঠন করেছেঃ

এটা লক্ষনীয় যে দুটি কনফিগারেশন সম্পূর্ণরূপে পৃথক নয়। কিছু উচ্চ-শেষ স্পেকট্রোমিটার উভয় সুবিধা একীভূত করতে শুরু করেছে।একটি মাঝারি কমপ্যাক্ট ডিজাইন অর্জনের জন্য ক্রস টাইপের ভাঁজ ধারণা অন্তর্ভুক্ত করার সময় এম-টাইপের উচ্চ-রেজোলিউশন বৈশিষ্ট্যগুলি গ্রহণ করাএছাড়াও, এম-টাইপ বা ক্রস টাইপ, আধুনিক সি-টি স্পেকট্রোমিটারগুলি সাধারণত প্রচলিত স্ক্যানিং আউটপুট স্লটগুলি প্রতিস্থাপনের জন্য অ্যারে ডিটেক্টরগুলি (যেমন সিসিডি এবং সিএমওএস) ব্যবহার করে, দ্রুত,উচ্চ সংবেদনশীলতা বর্ণালী পরিমাপ.

সিদ্ধান্ত

১৯৩০ সালে বার্লিন বিশ্ববিদ্যালয়ের চেরনি এবং টার্নারের ক্লাসিক কাগজ থেকে শুরু করে ১৯৫০-এর দশকে এর পুনরায় আবিষ্কার পর্যন্ত,এবং একবিংশ শতাব্দীতে ক্ষুদ্রায়িত ফাইবার অপটিক স্পেকট্রোমিটারের প্রসার পর্যন্ত, চার্নি-টার্নার কনফিগারেশন প্রায় এক শতাব্দী বিবর্তনের মধ্য দিয়ে গেছে। এম-টাইপ এবং ক্রস টাইপ, এই কনফিগারেশনের দুটি প্রাথমিক ফর্ম হিসাবে,যথাক্রমে দুটি পৃথক নকশা দর্শনের প্রতিনিধিত্ব করে: "পারফরম্যান্স ফার্স্ট" বনাম "কম্প্যাক্টনেস ফার্স্ট"। এম-টাইপ, তার উচ্চতর রেজোলিউশন ধারাবাহিকতার সাথে, উচ্চ-শেষ পরীক্ষাগার বাজারে একটি দুর্গ বজায় রাখে, যখন ক্রস টাইপ,তার কম্প্যাক্ট পদচিহ্নের সুবিধা গ্রহণ, পোর্টেবল ডিভাইস এবং ইন্ডাস্ট্রিয়াল অনলাইন মনিটরিংয়ের মতো উদীয়মান অ্যাপ্লিকেশন ক্ষেত্রগুলিকে উন্মুক্ত করেছে।

১৯৭১ সালে আর্থার ফ্রান্সিস টার্নারের ফ্রেডেরিক আইভস পদক প্রাপ্তির মাধ্যমে,এই কনফিগারেশন শুধুমাত্র একটি অপটিক্যাল নকশা নয় কিন্তু স্পেকট্রোস্কোপিক যন্ত্রপাতি ইতিহাস একটি গুরুত্বপূর্ণ মাইলফলকফ্রিফর্ম সারফেস ফ্যাব্রিকেশন টেকনোলজি, নতুন ডিটেক্টর এবং কম্পিউটেশনাল অপটিক্সের বিকাশের সাথে সাথে,চের্নি-টার্নার কনফিগারেশন ∙ এম-টাইপ বা ক্রস টাইপ ∙ ভবিষ্যতে স্পেকট্রোস্কোপিক প্রযুক্তিতে কেন্দ্রীয় ভূমিকা পালন করবে.

তথ্যসূত্র:

[১] চের্নি এম, টার্নার এ এফ। স্পিগেল স্পেকট্রোমিটার্নের ডেন অ্যাস্টিগমাটিজম সম্পর্কে। জেইচ্রিফ্ট ফর ফিজিক, ১৯৩০, ৬১ ((১১-১২): ৭৯২-৭৯৭।

[2] জেমস জে এফ. স্পেকট্রোগ্রাফ ডিজাইনের মূলনীতি [এম]। ক্যামব্রিজঃ ক্যামব্রিজ ইউনিভার্সিটি প্রেস, ২০০৭।

[3] টার্নার এ এফ. জীবনী[জে]. আমেরিকার অপটিক্যাল সোসাইটির জার্নাল, ১৯৭২, ৬২ (((1): ১-২।