રેખીય અને નોનલાઇનર opt પ્ટિક્સની ઝાંખી

રેખીય ઓપ્ટિક્સ અને નોનલાઇનર opt પ્ટિક્સની ઝાંખી

પદાર્થ સાથે પ્રકાશની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના આધારે, ઓપ્ટિક્સને રેખીય ઓપ્ટિક્સ (એલઓ) અને નોનલાઇનર opt પ્ટિક્સ (એનએલઓ) માં વહેંચી શકાય છે. રેખીય opt પ્ટિક્સ (એલઓ) એ શાસ્ત્રીય opt પ્ટિક્સનો પાયો છે, જે પ્રકાશની રેખીય ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે. તેનાથી વિપરિત, નોનલાઇનર opt પ્ટિક્સ (એનએલઓ) ત્યારે થાય છે જ્યારે પ્રકાશની તીવ્રતા સામગ્રીના ical પ્ટિકલ પ્રતિભાવ માટે સીધી પ્રમાણસર નથી, ખાસ કરીને ઉચ્ચ-ગ્લેરની પરિસ્થિતિઓમાં, જેમ કે લેસરો.

રેખીય ઓપ્ટિક્સ (એલઓ)
એલઓમાં, પ્રકાશ ઓછી તીવ્રતા પર પદાર્થ સાથે સંપર્ક કરે છે, સામાન્ય રીતે અણુ અથવા પરમાણુ દીઠ એક ફોટોન શામેલ હોય છે. આ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના પરિણામે અણુ અથવા પરમાણુ રાજ્યની ન્યૂનતમ વિકૃતિ થાય છે, જે તેની કુદરતી, અવ્યવસ્થિત સ્થિતિમાં બાકી છે. એલઓ માં મૂળ સિદ્ધાંત એ છે કે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર દ્વારા પ્રેરિત દ્વિધ્રુવી એ ક્ષેત્રની શક્તિના સીધા પ્રમાણસર છે. તેથી, એલઓ સુપરપોઝિશન અને એડિટિવિટીના સિદ્ધાંતોને સંતોષે છે. સુપરપોઝિશન સિદ્ધાંત જણાવે છે કે જ્યારે કોઈ સિસ્ટમ બહુવિધ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોને આધિન હોય છે, ત્યારે કુલ પ્રતિસાદ દરેક તરંગના વ્યક્તિગત જવાબોના સરવાળો સમાન હોય છે. એડિટિવિટી એ જ રીતે બતાવે છે કે જટિલ opt પ્ટિકલ સિસ્ટમનો એકંદર પ્રતિસાદ તેના વ્યક્તિગત તત્વોના જવાબોને જોડીને નક્કી કરી શકાય છે. એલઓમાં રેખીયતાનો અર્થ એ છે કે તીવ્રતામાં ફેરફાર થતાં પ્રકાશ વર્તન સતત હોય છે - આઉટપુટ ઇનપુટનું પ્રમાણસર છે. આ ઉપરાંત, એલઓમાં, ત્યાં કોઈ આવર્તન મિશ્રણ નથી, તેથી આવી સિસ્ટમમાંથી પસાર થતા પ્રકાશ તેની આવર્તન જાળવી રાખે છે, પછી ભલે તે એમ્પ્લીફિકેશન અથવા તબક્કા ફેરફારમાંથી પસાર થાય. એલઓના ઉદાહરણોમાં લેન્સ, અરીસાઓ, તરંગ પ્લેટો અને ડિફરક્શન ગ્રેટિંગ્સ જેવા મૂળભૂત opt પ્ટિકલ તત્વો સાથે પ્રકાશની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા શામેલ છે.

નોનલાઇનર ઓપ્ટિક્સ (એનએલઓ)
એનએલઓ તેના મજબૂત પ્રકાશના નોનલાઇનર પ્રતિસાદ દ્વારા અલગ પડે છે, ખાસ કરીને ઉચ્ચ તીવ્રતાની પરિસ્થિતિઓમાં જ્યાં આઉટપુટ ઇનપુટ તાકાત માટે અપ્રમાણસર છે. એનએલઓમાં, બહુવિધ ફોટોન તે જ સમયે સામગ્રી સાથે સંપર્ક કરે છે, પરિણામે પ્રકાશનું મિશ્રણ થાય છે અને રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સમાં ફેરફાર થાય છે. એલઓથી વિપરીત, જ્યાં પ્રકાશ વર્તણૂક તીવ્રતાને ધ્યાનમાં લીધા વિના સુસંગત રહે છે, નોનલાઇનર અસરો ફક્ત આત્યંતિક પ્રકાશની તીવ્રતા પર સ્પષ્ટ થાય છે. આ તીવ્રતા પર, નિયમો કે જે સામાન્ય રીતે પ્રકાશ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓને સંચાલિત કરે છે, જેમ કે સુપરપોઝિશન સિદ્ધાંત, હવે લાગુ પડતા નથી, અને વેક્યૂમ પણ પોતે જ બિન -લાઇનરથી વર્તે છે. પ્રકાશ અને પદાર્થ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયામાં નોનલાઇનરિટી વિવિધ પ્રકાશ ફ્રીક્વન્સીઝ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને મંજૂરી આપે છે, પરિણામે હાર્મોનિક જનરેશન, અને સરવાળો અને તફાવત આવર્તન પે generation ી જેવી ઘટના બને છે. આ ઉપરાંત, નોનલાઇનર opt પ્ટિક્સમાં પેરામેટ્રિક પ્રક્રિયાઓ શામેલ છે જેમાં પેરામેટ્રિક એમ્પ્લીફિકેશન અને ઓસિલેશનમાં જોવા મળ્યા મુજબ, નવી આવર્તન ઉત્પન્ન કરવા માટે પ્રકાશ energy ર્જા ફરીથી વહેંચવામાં આવે છે. બીજી અગત્યની લાક્ષણિકતા સ્વ-તબક્કા મોડ્યુલેશન છે, જેમાં પ્રકાશ તરંગનો તબક્કો તેની પોતાની તીવ્રતા દ્વારા બદલવામાં આવે છે-એક અસર જે ઓપ્ટિકલ સંદેશાવ્યવહારમાં નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવે છે.

રેખીય અને નોનલાઇનર opt પ્ટિક્સમાં પ્રકાશ-વસ્તુ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા
એલઓમાં, જ્યારે પ્રકાશ કોઈ સામગ્રી સાથે સંપર્ક કરે છે, ત્યારે સામગ્રીનો પ્રતિસાદ પ્રકાશની તીવ્રતાના સીધા પ્રમાણસર હોય છે. તેનાથી વિપરિત, એનએલઓમાં એવી સામગ્રી શામેલ છે જે ફક્ત પ્રકાશની તીવ્રતા જ નહીં, પણ વધુ જટિલ રીતે પણ પ્રતિક્રિયા આપે છે. જ્યારે ઉચ્ચ-તીવ્રતાનો પ્રકાશ કોઈ નોનલાઇનર સામગ્રીને ફટકારે છે, ત્યારે તે નવા રંગો ઉત્પન્ન કરી શકે છે અથવા અસામાન્ય રીતે પ્રકાશને બદલી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, લાલ પ્રકાશને લીલી પ્રકાશમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે કારણ કે સામગ્રીના પ્રતિભાવમાં માત્ર પ્રમાણસર પરિવર્તન કરતાં વધુ શામેલ છે - તેમાં આવર્તન બમણી અથવા અન્ય જટિલ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ શામેલ હોઈ શકે છે. આ વર્તણૂક સામાન્ય રેખીય સામગ્રીમાં જોવા મળતી opt પ્ટિકલ અસરોના જટિલ સમૂહ તરફ દોરી જાય છે.

રેખીય અને નોનલાઇનર opt પ્ટિકલ તકનીકોની એપ્લિકેશનો
લો લેન્સ, અરીસાઓ, તરંગ પ્લેટો અને ડિફરક્શન ગ્રેટિંગ્સ સહિત વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવામાં આવતી opt પ્ટિકલ તકનીકોની વિશાળ શ્રેણીને આવરી લે છે. તે મોટાભાગની opt પ્ટિકલ સિસ્ટમોમાં પ્રકાશના વર્તનને સમજવા માટે એક સરળ અને ગણતરીત્મક માળખું પ્રદાન કરે છે. તબક્કા શિફ્ટર્સ અને બીમ સ્પ્લિટર્સ જેવા ઉપકરણોનો ઉપયોગ ઘણીવાર એલઓમાં થાય છે, અને ક્ષેત્ર એ બિંદુ સુધી વિકસિત થઈ ગયું છે જ્યાં એલઓ સર્કિટ્સનું મહત્ત્વ પ્રાપ્ત થયું છે. આ સર્કિટ્સને હવે મલ્ટિ-ફંક્શનલ ટૂલ્સ તરીકે જોવામાં આવે છે, જેમાં માઇક્રોવેવ અને ક્વોન્ટમ opt પ્ટિકલ સિગ્નલ પ્રોસેસિંગ અને ઉભરતા બાયોહ્યુરિસ્ટિક કમ્પ્યુટિંગ આર્કિટેક્ચર્સ જેવા ક્ષેત્રોમાં એપ્લિકેશન છે. એનએલઓ પ્રમાણમાં નવું છે અને તેની વિવિધ એપ્લિકેશનો દ્વારા વિવિધ ક્ષેત્રોને બદલ્યા છે. ટેલિકમ્યુનિકેશન્સના ક્ષેત્રમાં, તે ફાઇબર ઓપ્ટિક સિસ્ટમોમાં મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે, લેસર પાવર વધતાં ડેટા ટ્રાન્સમિશન મર્યાદાને અસર કરે છે. વિશ્લેષણાત્મક સાધનો એનએલઓથી કોન્ફોકલ માઇક્રોસ્કોપી જેવી અદ્યતન માઇક્રોસ્કોપી તકનીકો દ્વારા લાભ મેળવે છે, જે ઉચ્ચ-રીઝોલ્યુશન, સ્થાનિક ઇમેજિંગ પ્રદાન કરે છે. નવા લેસરોના વિકાસને સક્ષમ કરીને અને opt પ્ટિકલ ગુણધર્મોમાં ફેરફાર કરીને એનએલઓ પણ લેસરોને વધારે છે. તેણે સેકન્ડ-હાર્મોનિક પે generation ી અને બે-ફોટોન ફ્લોરોસન્સ જેવી પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને ફાર્માસ્યુટિકલ ઉપયોગ માટે opt પ્ટિકલ ઇમેજિંગ તકનીકોમાં પણ સુધારો કર્યો છે. બાયોફોટોનિક્સમાં, એનએલઓ ન્યૂનતમ નુકસાન સાથે પેશીઓની deep ંડા ઇમેજિંગની સુવિધા આપે છે અને લેબલિંગ ફ્રી બાયોકેમિકલ કોન્ટ્રાસ્ટ પ્રદાન કરે છે. આ ક્ષેત્રમાં તેરાહર્ટ્ઝ ટેકનોલોજી અદ્યતન છે, જે તીવ્ર સિંગલ-પીરિયડ ટેરાહર્ટ્ઝ કઠોળ ઉત્પન્ન કરવાનું શક્ય બનાવે છે. ક્વોન્ટમ opt પ્ટિક્સમાં, નોનલાઇનર અસરો ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટર્સ અને ફસાયેલા ફોટોન સમકક્ષની તૈયારી દ્વારા ક્વોન્ટમ કમ્યુનિકેશનની સુવિધા આપે છે. આ ઉપરાંત, બ્રિલૌઈન સ્કેટરિંગમાં એનએલઓની નવીનતાઓએ માઇક્રોવેવ પ્રોસેસિંગ અને લાઇટ ફેઝ ક j ન્જ્યુગેશનમાં મદદ કરી. એકંદરે, એનએલઓ વિવિધ શાખાઓમાં તકનીકી અને સંશોધનની સીમાઓને આગળ ધપાવે છે.

રેખીય અને નોનલાઇનર opt પ્ટિક્સ અને અદ્યતન તકનીકીઓ માટેના તેમના અસરો
Opt પ્ટિક્સ રોજિંદા એપ્લિકેશનો અને અદ્યતન તકનીકોમાં મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે. એલઓ ઘણી સામાન્ય opt પ્ટિકલ સિસ્ટમો માટે આધાર પૂરો પાડે છે, જ્યારે એનએલઓ ટેલિકમ્યુનિકેશન્સ, માઇક્રોસ્કોપી, લેસર ટેકનોલોજી અને બાયોફોટોનિક્સ જેવા ક્ષેત્રોમાં નવીનતા ચલાવે છે. એન.એલ.ઓ. માં તાજેતરના પ્રગતિઓ, ખાસ કરીને કારણ કે તેઓ બે-પરિમાણીય સામગ્રીથી સંબંધિત છે, તેમના સંભવિત industrial દ્યોગિક અને વૈજ્ .ાનિક કાર્યક્રમોને કારણે ઘણું ધ્યાન મળ્યું છે. વૈજ્ entists ાનિકો રેખીય અને નોનલાઇનર ગુણધર્મોના ક્રમિક વિશ્લેષણ દ્વારા ક્વોન્ટમ બિંદુઓ જેવી આધુનિક સામગ્રીની પણ શોધ કરી રહ્યા છે. સંશોધન પ્રગતિ તરીકે, એલઓ અને એનએલઓની સંયુક્ત સમજ તકનીકીની સીમાઓને આગળ વધારવા અને opt પ્ટિકલ વિજ્ of ાનની શક્યતાઓને વિસ્તૃત કરવા માટે મહત્વપૂર્ણ છે.