नॉनलाइनियर ऑप्टिक्स एंड ऑप्टिकल प्रोसेस: बिगिनर्स गाइड

नॉनलाइनियर ऑप्टिक्स या एनएलओ ऑप्टिक्स की उस शाखा को संदर्भित करता है जो एक नॉनलाइनर माध्यम में प्रकाश के गुणों का अध्ययन करती है। Nonlinear मीडिया में, ध्रुवीकरण घनत्व (P) प्रकाश के विद्युत क्षेत्र (E) के साथ गैर-रैखिक रूप से संपर्क करता है। आमतौर पर, प्रकाश की गैर-रैखिकता की जांच अत्यधिक उच्च प्रकाश तीव्रता (परमाणु विद्युत क्षेत्रों के मूल्यों, आमतौर पर 108 वी / मी) पर की जा सकती है, जैसा कि लेजर द्वारा उत्पादित किया जाता है। Schwinger लिमिट पार करने के बाद एक वैक्यूम को नॉनलाइन मीडिया बनने का अनुमान है। सुपरपोजिशन सिद्धांत को नॉनलाइनियर ऑप्टिक्स पर लागू नहीं किया जा सकता है।

नॉनलाइनियर ऑप्टिक्स का इतिहास

मारिया गोएपर्ट मेयर 1931 में दो-फोटोन अवशोषण के दौरान नॉनलाइनियर ऑप्टिकल प्रभाव का निरीक्षण करने वाले पहले व्यक्ति थे। हालांकि, यह सिद्धांत 1961 तक अस्पष्ट रहा। 1961 में, बेल लैब्स ने दो-फोटॉन अवशोषण का अवलोकन करने के लिए प्रयोग किए। इसके साथ ही, पीटर फ्रेंकेन एट अल। मिशिगन विश्वविद्यालय से दूसरी-हार्मोनिक पीढ़ी की खोज की। थियोडोर मैमन ने पहला लेजर विकसित करने के तुरंत बाद ये दोनों एडवांस हुए। हालांकि, लेजर के निर्माण से पहले नॉनलाइनियर ऑप्टिक्स के कुछ गुणों को प्रकाश में लाया गया था। ब्लेंबेरजेन की मोनोग्राफ "नॉनलाइनियर ऑप्टिक्स" कई नॉनलाइनियर ऑप्टिक्स प्रक्रियाओं के लिए मूल सिद्धांत का वर्णन करने और स्थापित करने वाली पहली थी।

Nonlinear ऑप्टिकल प्रक्रियाएं क्या हैं?

Nonlinear प्रकाशिकी आगे ध्रुवीकरण, आवृत्ति, तरंग दैर्ध्य, घटना प्रकाश के पथ या चरण, विभिन्न मीडिया के साथ बातचीत, आदि जैसे गुणों की nonlinear प्रतिक्रिया के बारे में बताती है।

आवृत्ति-मिश्रण प्रक्रियाएं

• दूसरी-हार्मोनिक पीढ़ी (शग), या आवृत्ति दोहरीकरण: SHG प्रकाश की प्रक्रिया को संदर्भित करता है जिसकी आवृत्ति दो बार मूल प्रकाश (या आधी तरंग दैर्ध्य) के साथ होती है। इस प्रक्रिया में, एक एकल फोटॉन का उत्पादन करने के लिए दो फोटॉन को नष्ट कर दिया जाता है जिसमें दोहरी आवृत्ति होती है।

• तीसरी-हार्मोनिक पीढ़ी (thg): टीएचजी प्रकाश की प्रक्रिया को संदर्भित करता है जिसकी आवृत्ति तीन बार होती है मूल प्रकाश (या एक तिहाई तरंग दैर्ध्य)। इस प्रक्रिया में, तीन फोटॉन एकल फोटॉन के उत्पादन के लिए नष्ट हो जाते हैं, तीन गुना आवृत्ति होती है।

• उच्च-हार्मोनिक पीढ़ी (hhg): एचएचजी मूल से कई गुना अधिक (आमतौर पर 100 से 1000 गुना अधिक) आवृत्तियों के साथ प्रकाश उत्पादन की प्रक्रिया को संदर्भित करता है।

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• सम-आवृत्ति पीढ़ी (sfg): परिणामी आवृत्ति वाले प्रकाश उत्पन्न करने के लिए दो अलग-अलग आवृत्तियों के योग की प्रक्रिया को SFG कहा जाता है।

• अंतर-आवृत्ति पीढ़ी (dfg)): परिणामी आवृत्ति उत्पन्न करने के लिए दो अलग-अलग आवृत्तियों को घटाने की प्रक्रिया को DFG कहा जाता है।

• ऑप्टिकल पैरामीट्रिक प्रवर्धन (opa): OPA एक उच्च आवृत्ति पंप तरंग का उपयोग करके और साथ ही एक आइडल वेव बनाकर सिग्नल इनपुट प्रवर्धन की प्रक्रिया को संदर्भित करता है।

• ऑप्टिकल पैरामीट्रिक दोलन (ओपो): OPO एक पैरामीट्रिक एम्पलीफायर (बिना किसी सिग्नल सिग्नल) की मदद से एक गुंजयमान यंत्र में सिग्नल और आइडलर वेव जनरेशन की प्रक्रिया को संदर्भित करता है।

• ऑप्टिकल पैरामीट्रिक जनरेशन (opg): ओपीजी पैरामीट्रिक दोलन के समान है, लेकिन इसमें एक अनुनादक शामिल नहीं है और इसके बजाय एक अत्यंत उच्च लाभ शामिल है।

• आधा हार्मोनिक पीढ़ी: यह ओप या ओपो का एक विशेष मामला है। इसमें, आइडलर और सिग्नल एक ही फ्रीक्वेंसी में पतित हो जाते हैं।

• सहज पैरामीट्रिक डाउन-रूपांतरण (spdc): एसपीडीसी कम लाभ शासन से संबंधित वैक्यूम उतार-चढ़ाव प्रवर्धन की प्रक्रिया को संदर्भित करता है।

• ऑप्टिकल सुधार (या): या अर्ध-स्थैतिक विद्युत क्षेत्रों के निर्माण की प्रक्रिया को संदर्भित करता है।

• प्लाज़्मा और मुक्त इलेक्ट्रॉनों के साथ गैर-रैखिक प्रकाश-पदार्थ का अंतःक्रिया।

अन्य नॉनलाइनर प्रक्रिया

केर प्रभाव: केर प्रभाव (कभी-कभी द्विघात विद्युत-ऑप्टिक प्रभाव के रूप में संदर्भित) एक लागू विद्युत क्षेत्र द्वारा प्रभावित माध्यम के अपवर्तक सूचकांक में परिवर्तन को संदर्भित करता है।

Nonlinear प्रकाशिकी संबंधित प्रक्रिया:

जिन प्रक्रियाओं में माध्यम प्रकाश की एक रैखिक बातचीत को देखता है, लेकिन वे अन्य विभिन्न कारणों से प्रभावित होते हैं:

आणविक nonlinear प्रकाशिकी 

नॉनलाइनियर ऑप्टिक्स और माध्यमों पर प्रारंभिक टिप्पणियां मुख्य रूप से अकार्बनिक ठोस पर केंद्रित हैं। समय के साथ जैसे कि नॉनलाइनियर ऑप्टिक्स से संबंधित अधिक अध्ययन सामने आए, आणविक nonlinear प्रकाशिकी के क्षेत्र की जांच की गई। 

प्रारंभिक दृष्टिकोण जिनका उपयोग ग़ैर-संपत्तियों या ग़ैर-असमानताओं को सुधारने के लिए किया गया था, की प्रक्रियाओं में शामिल हैं

हाल के वर्षों में, कई उपन्यास दिशाओं को हल्के हेरफेर के लिए तैयार किया गया था और अस्वच्छता में सुधार हुआ था। उन प्रस्तावों में से कुछ में सूक्ष्म-दृष्टि से दूसरे क्रम के असंयमितता को शामिल किया गया था, जिसमें बॉन्ड अल्टरनेशन, ट्विस्टिंग क्रोमोफोरस आदि के साथ समृद्ध घनत्व का संयोजन होता है। आणविक nonlinear प्रकाशिकी के शानदार लाभों के परिणामस्वरूप बायोफोटोनिक्स के क्षेत्र में इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जा रहा है, जिसमें बायोसेंसिंग भी शामिल है। बायोइमेजिंग, फोटोथेरेपी आदि।

आणविक गैर-रेखीय प्रकाशिकी राशि-ओवर-स्टेट्स (SOS) मॉडल के सिद्धांत पर आधारित है। विकिरण के साथ एक एकल पृथक अणु की बातचीत का अध्ययन पहले-क्रम गड़बड़ी सिद्धांत द्वारा किया जाता है। Nonlinear आणविक अतिपरजीविता और रैखिक ध्रुवीकरण के लिए परिणामी अभिव्यक्ति विद्युत द्विध्रुवीय के संक्रमण के क्षणों और उनके बीच प्रकाश-प्रेरित संक्रमण के लिए आणविक राज्यों के गुणों पर निर्भर हैं। 

Nonlinear ऑप्टिकल पैटर्न गठन

जब गैर-रेखीय केर मीडिया के माध्यम से ऑप्टिकल क्षेत्र को प्रेषित किया जाता है, तो वे पैटर्न निर्माण के कुछ रूप प्रदर्शित कर सकते हैं। यह नॉनलाइनर माध्यम द्वारा स्थानिक और अस्थायी शोर के प्रवर्धन के कारण होता है। इस आशय को ऑप्टिकल मॉड्यूलेशन अस्थिरता कहा जाता है। फोटो-रिएक्टिव सिस्टम के साथ-साथ फोटो-रेचक, फोटो-अपवर्तक दोनों में ऑप्टिकल मॉड्यूलेशन अस्थिरता को माना गया है। फोटो-रिएक्टिव सिस्टम के लिए अपवर्तक सूचकांक में प्रतिक्रिया प्रेरित ऑप्टिकल नॉनलाइनरिटी बढ़ जाती है।

ऑप्टिकल चरण संयुग्मन

Nonlinear ऑप्टिकल प्रक्रियाओं ने प्रकाश किरण के प्रसार और चरण भिन्नता की दिशा को उल्टा करना संभव बना दिया है। उलट बीम को मूल के एक संयुग्म बीम (इसलिए, नाम ऑप्टिकल चरण संयुग्मन) कहा जाता है। इस तकनीक को टाइम-रिवर्सल के वेवफ्रंट रिवर्सल के रूप में भी जाना जाता है। ऐसे संयुग्मित बीम का निर्माण करने वाले उपकरण को चरण-संयुग्म दर्पण (पीसीएम) के रूप में जाना जाता है।

प्रकाश ऊर्जा यात्रा के बारे में अधिक जानने के लिए https://techiescience.com/light-energy-light-energy-examples-and-uses/ & https://techiescience.com/a-detailed-overview-on-lensometer-working-uses-parts/

दूरबीनों की यात्रा के बारे में अधिक जानने के लिए https://techiescience.com/newtonian-telescope/ & https://techiescience.com/reflecting-telescope/

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संचारी चक्रवर्ती

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मैं हमेशा इलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में नए आविष्कार तलाशना पसंद करता हूं।
मैं सीखने के लिए उत्सुक हूं और वर्तमान में एप्लाइड ऑप्टिक्स और फोटोनिक्स के क्षेत्र में निवेशित हूं। मैं SPIE (इंटरनेशनल सोसाइटी फॉर ऑप्टिक्स एंड फोटोनिक्स) और OSI (ऑप्टिकल सोसाइटी ऑफ इंडिया) का भी सक्रिय सदस्य हूं। मेरे लेखों का उद्देश्य गुणवत्तापूर्ण विज्ञान अनुसंधान विषयों को सरल लेकिन जानकारीपूर्ण तरीके से प्रकाश में लाना है। विज्ञान अनादि काल से ही विकसित हो रहा है। इसलिए, मैं विकास का लाभ उठाने और उसे पाठकों के सामने प्रस्तुत करने के लिए अपनी ओर से प्रयास करता हूँ।
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