मोनोक्रोमेटर: Difference between revisions

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[[File:APS - Kohzu monochromator.jpg|thumb|200px|[[उन्नत फोटॉन स्रोत]], [[Argonne राष्ट्रीय प्रयोगशाला]] में एक एक्स-रे [[ beamline ]] में मोनोक्रोमेटर।]]एक मोनोक्रोमेटर एक [[प्रकाशिकी]] उपकरण है जो इनपुट पर उपलब्ध [[तरंग दैर्ध्य]] की एक विस्तृत श्रृंखला से चुने गए प्रकाश या अन्य [[विकिरण]] के तरंग दैर्ध्य के यांत्रिक रूप से चयन योग्य संकीर्ण बैंड को प्रसारित करता है। यह नाम [[प्राचीन यूनान]]ी मूल ''मोनो-'', एकल और ''क्रोमा'', रंग और [[लैटिन]] प्रत्यय ''-एटोर'' से आया है, जो एक एजेंट को दर्शाता है।
[[File:APS - Kohzu monochromator.jpg|thumb|200px|[[उन्नत फोटॉन स्रोत]], [[Argonne राष्ट्रीय प्रयोगशाला]] में एक एक्स-रे [[ beamline ]] में मोनोक्रोमेटर।]]एक एकवर्णक एक [[प्रकाशिकी]] उपकरण है जो इनपुट पर उपलब्ध [[तरंग दैर्ध्य]] की एक विस्तृत श्रृंखला से चुने गए प्रकाश या अन्य [[विकिरण]] के तरंग दैर्ध्य के यांत्रिक रूप से चयन योग्य संकीर्ण बैंड को प्रसारित करता है। यह नाम [[प्राचीन यूनान|प्राचीन यूनानी]] मूल ''मोनो-'', एकल और ''क्रोमा'', रंग और [[लैटिन]] प्रत्यय ''-एटोर'' से आया है, जो एक एजेंट को दर्शाता है।


== उपयोग ==
== उपयोग ==
[[Image:NeutronMonochromatorBNL.jpg|thumb|right|200px|ECHIDNA के लिए न्यूट्रॉन मोनोक्रोमेटर - ऑस्ट्रेलिया में [[ओपन-पूल ऑस्ट्रेलियाई लाइटवाटर रिएक्टर]] में उच्च रिज़ॉल्यूशन पाउडर डिफ्रेक्टोमीटर पाउडर डिफ्रेक्टोमीटर। यह [113] उन्मुख जर्मेनियम क्रिस्टल के स्लैब द्वारा बनाया गया है जो ब्रैग परावर्तित बीम पर ध्यान केंद्रित करने के लिए एक दूसरे की ओर झुके हुए हैं।]]एक उपकरण जो मोनोक्रोमैटिक प्रकाश उत्पन्न कर सकता है, विज्ञान और प्रकाशिकी में इसके कई उपयोग हैं क्योंकि सामग्री की कई ऑप्टिकल विशेषताएं तरंग दैर्ध्य पर निर्भर हैं। यद्यपि तरंग दैर्ध्य के एक संकीर्ण बैंड का चयन करने के लिए कई उपयोगी तरीके हैं (जो दृश्यमान सीमा में, शुद्ध रंग के रूप में माना जाता है), एक विस्तृत श्रृंखला से किसी भी तरंग दैर्ध्य बैंड को आसानी से चुनने के कई अन्य तरीके नहीं हैं। मोनोक्रोमेटर्स के कुछ उपयोगों की चर्चा के लिए #अनुप्रयोग देखें।
[[Image:NeutronMonochromatorBNL.jpg|thumb|right|200px|ECHIDNA के लिए न्यूट्रॉन एकवर्णक - ऑस्ट्रेलिया में [[ओपन-पूल ऑस्ट्रेलियाई लाइटवाटर रिएक्टर]] में उच्च रिज़ॉल्यूशन पाउडर डिफ्रेक्टोमीटर पाउडर डिफ्रेक्टोमीटर। यह [113] उन्मुख जर्मेनियम क्रिस्टल के स्लैब द्वारा बनाया गया है जो ब्रैग परावर्तित बीम पर ध्यान केंद्रित करने के लिए एक दूसरे की ओर झुके हुए हैं।]]एक उपकरण जो एकवर्णिता प्रकाश उत्पन्न कर सकता है, विज्ञान और प्रकाशिकी में इसके कई उपयोग हैं क्योंकि विषय सूची की कई प्रकाशीय  विशेषताएं तरंग दैर्ध्य पर निर्भर हैं। यद्यपि तरंग दैर्ध्य के एक संकीर्ण बैंड का चयन करने के लिए कई उपयोगी तरीके हैं (जो दृश्यमान सीमा में, शुद्ध रंग के रूप में माना जाता है), एक विस्तृत श्रृंखला से किसी भी तरंग दैर्ध्य बैंड को आसानी से चुनने के कई अन्य तरीके नहीं हैं। एकवर्णिता के कुछ उपयोगों की चर्चा के लिए अनुप्रयोग देखें।


कठोर [[एक्स-रे]] और [[न्यूट्रॉन विकिरण]] प्रकाशिकी में, [[क्रिस्टल मोनोक्रोमेटर]]्स का उपयोग उपकरणों पर तरंग स्थितियों को परिभाषित करने के लिए किया जाता है।
कठोर [[एक्स-रे]] और [[न्यूट्रॉन विकिरण]] प्रकाशिकी में, [[क्रिस्टल मोनोक्रोमेटर|पारदर्शी]] एकवर्णिता  का उपयोग उपकरणों पर तरंग स्थितियों को परिभाषित करने के लिए किया जाता है।


== तकनीक ==
== तकनीक ==
एक मोनोक्रोमेटर या तो [[प्रिज्म (ऑप्टिक्स)]] में [[ऑप्टिकल फैलाव]] की घटना का उपयोग कर सकता है, या [[विवर्तन]] झंझरी का उपयोग करके, प्रकाश के रंगों को स्थानिक रूप से अलग करने के लिए। इसमें आमतौर पर चयनित रंग को निकास भट्ठा पर निर्देशित करने के लिए एक तंत्र होता है। आमतौर पर झंझरी या प्रिज्म का उपयोग परावर्तक मोड में किया जाता है। एक समबाहु त्रिभुज प्रिज्म (आमतौर पर, एक समबाहु प्रिज्म का आधा) बनाकर एक परावर्तक प्रिज्म बनाया जाता है, जिसमें एक तरफ दर्पण होता है। प्रकाश कर्ण के चेहरे के माध्यम से प्रवेश करता है और इसके माध्यम से वापस परावर्तित होता है, एक ही सतह पर दो बार अपवर्तित होता है। कुल अपवर्तन, और कुल फैलाव, वही होता है जो ट्रांसमिशन मोड में एक समबाहु प्रिज्म का उपयोग करने पर होता है।
एक एकवर्णक या तो [[प्रिज्म (ऑप्टिक्स)|प्रिज्म(ऑप्टिक्स)]] में [[ऑप्टिकल फैलाव|प्रकाशीय फैलाव]] की घटना का उपयोग कर सकता है, या [[विवर्तन]] झंझरी का उपयोग करके, प्रकाश के रंगों को स्थानिक रूप से अलग करने के लिए। इसमें सामान्यतः  चयनित रंग को निकास भट्ठा पर निर्देशित करने के लिए एक तंत्र होता है। सामान्यतः  झंझरी या प्रिज्म का उपयोग परावर्तक मोड में किया जाता है। एक समबाहु त्रिभुज प्रिज्म (सामान्यतः , एक समबाहु प्रिज्म का आधा) बनाकर एक परावर्तक प्रिज्म बनाया जाता है, जिसमें एक तरफ दर्पण होता है। प्रकाश कर्ण के चेहरे के माध्यम से प्रवेश करता है और इसके माध्यम से वापस परावर्तित होता है, एक ही सतह पर दो बार अपवर्तित होता है। कुल अपवर्तन, और कुल फैलाव, वही होता है जो ट्रांसमिशन मोड में एक समबाहु प्रिज्म का उपयोग करने पर होता है।


=== कोलिमेशन ===
=== समांतरण ===
फैलाव या विवर्तन को केवल तभी नियंत्रित किया जा सकता है जब प्रकाश को [[संपार्श्विक]] किया जाता है, अर्थात यदि प्रकाश की सभी किरणें समानांतर हों, या व्यावहारिक रूप से ऐसा ही हो। एक स्रोत, जैसे सूर्य, जो बहुत दूर है, संपार्श्विक प्रकाश प्रदान करता है। [[आइजैक न्यूटन]] ने अपने आइजैक न्यूटन#ऑप्टिक्स में सूर्य के प्रकाश का उपयोग किया। एक व्यावहारिक मोनोक्रोमेटर में, हालांकि, प्रकाश स्रोत करीब है, और मोनोक्रोमेटर में एक ऑप्टिकल सिस्टम स्रोत के डायवर्जिंग लाइट को कोलिमेटेड लाइट में परिवर्तित करता है। हालांकि कुछ मोनोक्रोमेटर डिजाइन ध्यान केंद्रित करने वाले झंझरी का उपयोग करते हैं, जिन्हें अलग-अलग समापकों की आवश्यकता नहीं होती है, अधिकांश संपार्श्विक दर्पणों का उपयोग करते हैं। चिंतनशील प्रकाशिकी को प्राथमिकता दी जाती है क्योंकि वे स्वयं के फैलाव प्रभाव का परिचय नहीं देते हैं।
फैलाव या विवर्तन को केवल तभी नियंत्रित किया जा सकता है जब प्रकाश को [[संपार्श्विक]] किया जाता है, अर्थात यदि प्रकाश की सभी किरणें समानांतर हों, या व्यावहारिक रूप से ऐसा ही हो। एक स्रोत, जैसे सूर्य, जो बहुत दूर है, संपार्श्विक प्रकाश प्रदान करता है। [[आइजैक न्यूटन]] ने अपने आइजैक न्यूटन प्रकाश विज्ञान में सूर्य के प्रकाश का उपयोग किया। एक व्यावहारिक एकवर्णक में, हालांकि, प्रकाश स्रोत करीब है, और एकवर्णक में एक प्रकाशीय सिस्टम स्रोत के डायवर्जिंग प्रकाश को समांतरण प्रकाश में परिवर्तित करता है। हालांकि कुछ एकवर्णक डिजाइन ध्यान केंद्रित करने वाले झंझरी का उपयोग करते हैं, जिन्हें अलग-अलग समापकों की आवश्यकता नहीं होती है, अधिकांश संपार्श्विक दर्पणों का उपयोग करते हैं। चिंतनशील प्रकाशिकी को प्राथमिकता दी जाती है क्योंकि वे स्वयं के फैलाव प्रभाव का परिचय नहीं देते हैं।


=== एक प्रिज्म या झंझरी मोनोक्रोमेटर का ज्यामितीय डिजाइन ===
=== एक प्रिज्म या झंझरी एकवर्णक का ज्यामितीय डिजाइन ===


झंझरी/प्रिज्म कॉन्फ़िगरेशन हैं जो सादगी और वर्णक्रमीय सटीकता के बीच विभिन्न ट्रेडऑफ़ प्रदान करते हैं।
झंझरी/प्रिज्म विन्यास विश्‍लेषण हैं जो सादगी और वर्णक्रमीय सटीकता के बीच विभिन्न दुविधा प्रदान करते हैं।
* ज़ेर्नी-टर्नर (नीचे चर्चा की गई)
* ज़ेर्नी-टर्नर (नीचे चर्चा की गई)
* Paschen-Runge माउन्टिंग | Paschen-Runge
* Paschen-Runge माउन्टिंग | Paschen-Runge
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* पीएफ माउंटिंग
* पीएफ माउंटिंग


[[Image:Czerny-Turner Monochromator.svg|thumb|200px|ज़ेर्नी-टर्नर मोनोक्रोमेटर का आरेख]]
[[Image:Czerny-Turner Monochromator.svg|thumb|200px|ज़ेर्नी-टर्नर एकवर्णक का आरेख]]
[[File:Parabolic Reflective Diffraction Grating.jpg|thumb|right|200px|एक संयुक्त परावर्तक-केंद्रित विवर्तन झंझरी]]
[[File:Parabolic Reflective Diffraction Grating.jpg|thumb|right|200px|एक संयुक्त परावर्तक-केंद्रित विवर्तन झंझरी]]
[[Image:Monochromator.jpg|thumb|right|200px|एक फास्टी-एबर्ट मोनोक्रोमेटर। यह Czerny–Turner के समान है लेकिन एक सामान्य संधानक/पुनः फोकसिंग दर्पण का उपयोग करता है।]]आम मैरिएनस ज़ेर्नी-टर्नर डिज़ाइन में,<ref>{{cite journal|last=Czerny|first=M.|author2=Turner, A. F.|author-link1=Marianus Czerny|title=Über den astigmatismus bei spiegelspektrometern.|journal=Zeitschrift für Physik|year=1930|volume=61|issue=11–12|pages=792–797|doi=10.1007/BF01340206|bibcode = 1930ZPhy...61..792C |s2cid=126259668}}</ref> ब्रॉड-बैंड रोशनी स्रोत (ए) एक प्रवेश भट्ठा (बी) के लिए लक्षित है। उपयोग के लिए उपलब्ध प्रकाश ऊर्जा की मात्रा स्लिट (चौड़ाई × ऊंचाई) द्वारा परिभाषित अंतरिक्ष में स्रोत की तीव्रता और ऑप्टिकल सिस्टम के स्वीकृति कोण पर निर्भर करती है। भट्ठा को एक घुमावदार दर्पण ([[संपार्श्विक प्रकाश]], सी) के प्रभावी फोकस पर रखा गया है ताकि दर्पण से परावर्तित भट्ठा से प्रकाश टकराया हो (अनंत पर केंद्रित)। संपार्श्विकित प्रकाश विवर्तन झंझरी (डी) से विवर्तन है और फिर एक अन्य दर्पण (ई) द्वारा एकत्र किया जाता है, जो प्रकाश को पुन: केंद्रित करता है, अब बाहर निकलने वाली भट्ठा (एफ) पर फैल गया है। प्रिज्म मोनोक्रोमेटर में, एक परावर्तक [[लिट्रो प्रिज्म]] विवर्तन झंझरी की जगह लेता है, जिस स्थिति में प्रकाश प्रिज्म द्वारा [[अपवर्तन]] होता है।
[[Image:Monochromator.jpg|thumb|right|200px|एक फास्टी-एबर्ट मोनोक्रोमेटर। यह Czerny–Turner के समान है लेकिन एक सामान्य संधानक/पुनः फोकसिंग दर्पण का उपयोग करता है।]]सामान्य मैरिएनस ज़ेर्नी-टर्नर डिज़ाइन में,<ref>{{cite journal|last=Czerny|first=M.|author2=Turner, A. F.|author-link1=Marianus Czerny|title=Über den astigmatismus bei spiegelspektrometern.|journal=Zeitschrift für Physik|year=1930|volume=61|issue=11–12|pages=792–797|doi=10.1007/BF01340206|bibcode = 1930ZPhy...61..792C |s2cid=126259668}}</ref> ब्रॉड-बैंड रोशनी स्रोत (ए) एक प्रवेश भट्ठा (बी) के लिए लक्षित है। उपयोग के लिए उपलब्ध प्रकाश ऊर्जा की मात्रा स्लिट (चौड़ाई × ऊंचाई) द्वारा परिभाषित अंतरिक्ष में स्रोत की तीव्रता और प्रकाशीय  सिस्टम के स्वीकृति कोण पर निर्भर करती है। भट्ठा को एक घुमावदार दर्पण ([[संपार्श्विक प्रकाश]], सी) के प्रभावी फोकस पर रखा गया है ताकि दर्पण से परावर्तित भट्ठा से प्रकाश टकराया हो (अनंत पर केंद्रित)। संपार्श्विकित प्रकाश विवर्तन झंझरी (डी) से विवर्तन है और फिर एक अन्य दर्पण (ई) द्वारा एकत्र किया जाता है, जो प्रकाश को पुन: केंद्रित करता है, अब बाहर निकलने वाली भट्ठा (एफ) पर फैल गया है। प्रिज्म एकवर्णक में, एक परावर्तक [[लिट्रो प्रिज्म]] विवर्तन झंझरी की जगह लेता है, जिस स्थिति में प्रकाश प्रिज्म द्वारा [[अपवर्तन]] होता है।


बाहर निकलने पर, प्रकाश के रंग फैले हुए हैं (दृश्यमान में यह इंद्रधनुष के रंग दिखाता है)। क्योंकि प्रत्येक रंग एक्जिट-स्लिट प्लेन में एक अलग बिंदु पर आता है, इसलिए प्लेन पर केंद्रित एंट्रेंस स्लिट की छवियों की एक श्रृंखला होती है। चूंकि प्रवेश स्लिट चौड़ाई में परिमित है, आस-पास की छवियों के हिस्से ओवरलैप होते हैं। एग्जिट स्लिट (एफ) से निकलने वाली रोशनी में चयनित रंग के एंट्रेंस स्लिट की पूरी छवि और पास के रंगों की एंट्रेंस स्लिट इमेज के हिस्से शामिल हैं। फैलाने वाले तत्व के घूर्णन से रंगों के बैंड को निकास स्लिट के सापेक्ष स्थानांतरित करने का कारण बनता है, ताकि वांछित प्रवेश स्लिट छवि निकास स्लिट पर केंद्रित हो। एग्जिट स्लिट छोड़ने वाले रंगों की रेंज स्लिट्स की चौड़ाई का एक कार्य है। प्रवेश और निकास भट्ठा चौड़ाई एक साथ समायोजित कर रहे हैं।
बाहर निकलने पर, प्रकाश के रंग फैले हुए हैं (दृश्यमान में यह इंद्रधनुष के रंग दिखाता है)। क्योंकि प्रत्येक रंग एक्जिट-स्लिट प्लेन में एक अलग बिंदु पर आता है, इसलिए प्लेन पर केंद्रित एंट्रेंस स्लिट की छवियों की एक श्रृंखला होती है। चूंकि प्रवेश स्लिट चौड़ाई में परिमित है, आस-पास की छवियों के हिस्से ओवरलैप होते हैं। एग्जिट स्लिट (एफ) से निकलने वाली रोशनी में चयनित रंग के एंट्रेंस स्लिट की पूरी छवि और पास के रंगों की एंट्रेंस स्लिट इमेज के हिस्से शामिल हैं। फैलाने वाले तत्व के घूर्णन से रंगों के बैंड को निकास स्लिट के सापेक्ष स्थानांतरित करने का कारण बनता है, ताकि वांछित प्रवेश स्लिट छवि निकास स्लिट पर केंद्रित हो। एग्जिट स्लिट छोड़ने वाले रंगों की रेंज स्लिट्स की चौड़ाई का एक कार्य है। प्रवेश और निकास भट्ठा चौड़ाई एक साथ समायोजित कर रहे हैं।


===[[आवारा प्रकाश]]===
===[[आवारा प्रकाश|अवांछित प्रकाश]]===
ऐसे मोनोक्रोमेटर का आदर्श स्थानांतरण कार्य त्रिकोणीय आकार है। त्रिकोण का शिखर चयनित नाममात्र तरंग दैर्ध्य पर है। पास के रंगों की तीव्रता इस शिखर के दोनों तरफ रैखिक रूप से घट जाती है जब तक कि कुछ कटऑफ मूल्य तक नहीं पहुंच जाता है, जहां तीव्रता कम हो जाती है। इसे आवारा प्रकाश स्तर कहा जाता है। कटऑफ स्तर आमतौर पर शिखर मूल्य का लगभग एक हजारवां हिस्सा या 0.1% होता है।
ऐसे एकवर्णक का आदर्श स्थानांतरण कार्य त्रिकोणीय आकार है। त्रिकोण का शिखर चयनित नाममात्र तरंग दैर्ध्य पर है। पास के रंगों की तीव्रता इस शिखर के दोनों तरफ रैखिक रूप से घट जाती है जब तक कि कुछ कटऑफ मूल्य तक नहीं पहुंच जाता है, जहां तीव्रता कम हो जाती है। इसे अवांछित  प्रकाश स्तर कहा जाता है। कटऑफ स्तर सामान्यतः  शिखर मूल्य का लगभग एक हजारवां हिस्सा या 0.1% होता है।


=== स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ ===
=== स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ ===
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=== फैलाव ===
=== फैलाव ===
एक मोनोक्रोमेटर के फैलाव को भट्ठा चौड़ाई की प्रति इकाई रंगों के बैंड की चौड़ाई, उदाहरण के लिए भट्ठा चौड़ाई के प्रति मिमी स्पेक्ट्रम के 1 एनएम के रूप में वर्णित किया जाता है। यह कारक झंझरी के लिए स्थिर है, लेकिन एक प्रिज्म के लिए तरंग दैर्ध्य के साथ बदलता रहता है। यदि एक निरंतर बैंडविड्थ मोड में एक स्कैनिंग प्रिज्म मोनोक्रोमेटर का उपयोग किया जाता है, तो भट्ठा की चौड़ाई को तरंग दैर्ध्य में परिवर्तन के रूप में बदलना चाहिए। फैलाव फोकल लंबाई, झंझरी क्रम और झंझरी संकल्प शक्ति पर निर्भर करता है।
एक एकवर्णक के फैलाव को भट्ठा चौड़ाई की प्रति इकाई रंगों के बैंड की चौड़ाई, उदाहरण के लिए भट्ठा चौड़ाई के प्रति मिमी स्पेक्ट्रम के 1 एनएम के रूप में वर्णित किया जाता है। यह कारक झंझरी के लिए स्थिर है, लेकिन एक प्रिज्म के लिए तरंग दैर्ध्य के साथ बदलता रहता है। यदि एक निरंतर बैंडविड्थ मोड में एक स्कैनिंग प्रिज्म एकवर्णक का उपयोग किया जाता है, तो भट्ठा की चौड़ाई को तरंग दैर्ध्य में परिवर्तन के रूप में बदलना चाहिए। फैलाव फोकल लंबाई, झंझरी क्रम और झंझरी संकल्प शक्ति पर निर्भर करता है।


=== तरंग दैर्ध्य रेंज ===
=== तरंग दैर्ध्य रेंज ===
एक मोनोक्रोमेटर की समायोजन सीमा दृश्यमान स्पेक्ट्रम और दोनों या पास के [[पराबैंगनी]] (यूवी) और [[ अवरक्त ]] (आईआर) स्पेक्ट्रा के कुछ हिस्से को कवर कर सकती है, हालांकि मोनोक्रोमेटर्स ऑप्टिकल रेंज की एक बड़ी विविधता के लिए और कई डिज़ाइनों के लिए बनाए गए हैं।
एक एकवर्णक की समायोजन सीमा दृश्यमान स्पेक्ट्रम और दोनों या पास के [[पराबैंगनी]] (यूवी) और [[ अवरक्त ]] (आईआर) स्पेक्ट्रा के कुछ हिस्से को कवर कर सकती है, हालांकि एकवर्णिता  प्रकाशीय  रेंज की एक बड़ी विविधता के लिए और कई डिज़ाइनों के लिए बनाए गए हैं।


=== डबल मोनोक्रोमेटर्स ===
=== डबल मोनोक्रोमेटर्स ===
दो मोनोक्रोमेटरों का श्रृंखला में जुड़ा होना आम बात है, उनकी यांत्रिक प्रणालियाँ अग्रानुक्रम में काम करती हैं ताकि वे दोनों एक ही रंग का चयन करें। इस व्यवस्था का उद्देश्य स्पेक्ट्रम की संकीर्णता में सुधार करना नहीं है, बल्कि कटऑफ स्तर को कम करना है। एक डबल मोनोक्रोमेटर में शिखर मूल्य का लगभग दस लाखवां हिस्सा हो सकता है, व्यक्तिगत वर्गों के दो कटऑफ का उत्पाद। निकास बीम में अन्य रंगों के प्रकाश की तीव्रता को आवारा प्रकाश स्तर के रूप में संदर्भित किया जाता है और यह कई उपयोगों के लिए एक मोनोक्रोमेटर का सबसे महत्वपूर्ण विनिर्देश है। कम आवारा प्रकाश प्राप्त करना व्यावहारिक मोनोक्रोमेटर बनाने की कला का एक बड़ा हिस्सा है।
दो मोनोक्रोमेटरों का श्रृंखला में जुड़ा होना सामान्य बात है, उनकी यांत्रिक प्रणालियाँ अग्रानुक्रम में काम करती हैं ताकि वे दोनों एक ही रंग का चयन करें। इस व्यवस्था का उद्देश्य स्पेक्ट्रम की संकीर्णता में सुधार करना नहीं है, बल्कि कटऑफ स्तर को कम करना है। एक डबल एकवर्णक में शिखर मूल्य का लगभग दस लाखवां हिस्सा हो सकता है, व्यक्तिगत वर्गों के दो कटऑफ का उत्पाद। निकास बीम में अन्य रंगों के प्रकाश की तीव्रता को अवांछित  प्रकाश स्तर के रूप में संदर्भित किया जाता है और यह कई उपयोगों के लिए एक एकवर्णक का सबसे महत्वपूर्ण विनिर्देश है। कम अवांछित  प्रकाश प्राप्त करना व्यावहारिक एकवर्णक बनाने की कला का एक बड़ा हिस्सा है।


=== विवर्तन झंझरी और प्रज्वलित झंझरी ===
=== विवर्तन झंझरी और प्रज्वलित झंझरी ===
झंझरी मोनोक्रोमेटर्स आमतौर पर प्रतिकृति झंझरी का उपयोग करते हुए पराबैंगनी, दृश्य और अवरक्त विकिरण को फैलाते हैं, जो एक मास्टर झंझरी से निर्मित होते हैं। एक मास्टर झंझरी में एक कठोर, वैकल्पिक रूप से सपाट, सतह होती है जिसमें बड़ी संख्या में समानांतर और निकटवर्ती खांचे होते हैं। एक मास्टर झंझरी का निर्माण एक लंबी, महंगी प्रक्रिया है क्योंकि खांचे समान आकार के होने चाहिए, बिल्कुल समानांतर, और समान रूप से झंझरी की लंबाई (3–10 cm) से अधिक दूरी पर होने चाहिए। पराबैंगनी और दृश्य क्षेत्र के लिए एक झंझरी में आमतौर पर 300-2000 खांचे/मिमी होते हैं, हालांकि 1200-1400 खांचे/मिमी सबसे आम हैं। अवरक्त क्षेत्र के लिए, झंझरी में आमतौर पर 10-200 खांचे / मिमी होते हैं।<ref>{{cite book|last=Skoog|first=Douglas|title=वाद्य विश्लेषण के सिद्धांत|url=https://archive.org/details/principlesinstru00dasc|url-access=limited|year=2007|publisher=Brooks/Cole|location=Belmont, CA|isbn=978-0-495-01201-6|pages=[https://archive.org/details/principlesinstru00dasc/page/n195 182]–183}}</ref> जब एक विवर्तन झंझरी का उपयोग किया जाता है, तो ब्रॉडबैंड मोनोक्रोमेटर्स के डिजाइन में सावधानी बरतनी चाहिए क्योंकि विवर्तन पैटर्न में अतिव्यापी आदेश होते हैं। कभी-कभी विवर्तन आदेशों की चौड़ाई को सीमित करने के लिए ऑप्टिकल पथ में ब्रॉडबैंड प्रीसेलेक्टर फिल्टर डाले जाते हैं ताकि वे ओवरलैप न हों। कभी-कभी यह दोहरी मोनोक्रोमेटर डिजाइन के मोनोक्रोमेटर्स में से एक के रूप में एक प्रिज्म का उपयोग करके किया जाता है।
झंझरी एकवर्णिता  सामान्यतः  प्रतिकृति झंझरी का उपयोग करते हुए पराबैंगनी, दृश्य और अवरक्त विकिरण को फैलाते हैं, जो एक मास्टर झंझरी से निर्मित होते हैं। एक मास्टर झंझरी में एक कठोर, वैकल्पिक रूप से सपाट, सतह होती है जिसमें बड़ी संख्या में समानांतर और निकटवर्ती खांचे होते हैं। एक मास्टर झंझरी का निर्माण एक लंबी, महंगी प्रक्रिया है क्योंकि खांचे समान आकार के होने चाहिए, बिल्कुल समानांतर, और समान रूप से झंझरी की लंबाई (3–10 cm) से अधिक दूरी पर होने चाहिए। पराबैंगनी और दृश्य क्षेत्र के लिए एक झंझरी में सामान्यतः  300-2000 खांचे/मिमी होते हैं, हालांकि 1200-1400 खांचे/मिमी सबसे सामान्य हैं। अवरक्त क्षेत्र के लिए, झंझरी में सामान्यतः  10-200 खांचे / मिमी होते हैं।<ref>{{cite book|last=Skoog|first=Douglas|title=वाद्य विश्लेषण के सिद्धांत|url=https://archive.org/details/principlesinstru00dasc|url-access=limited|year=2007|publisher=Brooks/Cole|location=Belmont, CA|isbn=978-0-495-01201-6|pages=[https://archive.org/details/principlesinstru00dasc/page/n195 182]–183}}</ref> जब एक विवर्तन झंझरी का उपयोग किया जाता है, तो ब्रॉडबैंड एकवर्णिता  के डिजाइन में सावधानी बरतनी चाहिए क्योंकि विवर्तन पैटर्न में अतिव्यापी आदेश होते हैं। कभी-कभी विवर्तन आदेशों की चौड़ाई को सीमित करने के लिए प्रकाशीय  पथ में ब्रॉडबैंड प्रीसेलेक्टर फिल्टर डाले जाते हैं ताकि वे ओवरलैप न हों। कभी-कभी यह दोहरी एकवर्णक डिजाइन के एकवर्णिता  में से एक के रूप में एक प्रिज्म का उपयोग करके किया जाता है।


मूल उच्च-रिज़ॉल्यूशन विवर्तन झंझरी पर शासन किया गया था। उच्च-गुणवत्ता वाले [[विभाजित करने वाला इंजन]] का निर्माण एक बड़ा उपक्रम था (साथ ही पिछले दशकों में अत्यधिक कठिन), और अच्छी झंझरी बहुत महंगी थी। शासित झंझरी में त्रिकोणीय खांचे का ढलान आमतौर पर एक विशेष विवर्तन क्रम की चमक को बढ़ाने के लिए समायोजित किया जाता है। इसे प्रज्वलन झंझरी कहा जाता है। शासित झंझरी में खामियां हैं जो बेहोश भूत विवर्तन आदेश उत्पन्न करती हैं जो एक मोनोक्रोमेटर के आवारा प्रकाश स्तर को बढ़ा सकती हैं। एक बाद की फोटोलिथोग्राफिक तकनीक एक होलोग्राफिक हस्तक्षेप पैटर्न से झंझरी बनाने की अनुमति देती है। [[होलोग्राफिक झंझरी]] में साइनसोइडल खांचे होते हैं और इसलिए उतने चमकीले नहीं होते हैं, लेकिन धधकते हुए झंझरी की तुलना में कम बिखरे हुए प्रकाश स्तर होते हैं। मोनोक्रोमेटर्स में वास्तव में उपयोग किए जाने वाले लगभग सभी झंझरी सावधानीपूर्वक बनाए जाते हैं विवर्तन झंझरी # शासित या होलोग्राफिक मास्टर झंझरी का निर्माण।
मूल उच्च-रिज़ॉल्यूशन विवर्तन झंझरी पर शासन किया गया था। उच्च-गुणवत्ता वाले [[विभाजित करने वाला इंजन]] का निर्माण एक बड़ा उपक्रम था (साथ ही पिछले दशकों में अत्यधिक कठिन), और अच्छी झंझरी बहुत महंगी थी। शासित झंझरी में त्रिकोणीय खांचे का ढलान सामान्यतः  एक विशेष विवर्तन क्रम की चमक को बढ़ाने के लिए समायोजित किया जाता है। इसे प्रज्वलन झंझरी कहा जाता है। शासित झंझरी में खामियां हैं जो बेहोश भूत विवर्तन आदेश उत्पन्न करती हैं जो एक एकवर्णक के अवांछित  प्रकाश स्तर को बढ़ा सकती हैं। एक बाद की फोटोलिथोग्राफिक तकनीक एक होलोग्राफिक हस्तक्षेप पैटर्न से झंझरी बनाने की अनुमति देती है। [[होलोग्राफिक झंझरी]] में साइनसोइडल खांचे होते हैं और इसलिए उतने चमकीले नहीं होते हैं, लेकिन धधकते हुए झंझरी की तुलना में कम बिखरे हुए प्रकाश स्तर होते हैं। एकवर्णिता  में वास्तव में उपयोग किए जाने वाले लगभग सभी झंझरी सावधानीपूर्वक बनाए जाते हैं विवर्तन झंझरी # शासित या होलोग्राफिक मास्टर झंझरी का निर्माण।


=== प्रिज्म ===
=== प्रिज्म ===
[[File:Prism monochromator,with light path illustrated,from the laboratory of AHNU,Mar 2017.jpg|thumb|right|200px|एकल प्रिज्म का उपयोग करते हुए एक परावर्तक मोनोक्रोमेटर की आंतरिक संरचना। पीली रेखा प्रकाश के पथ को इंगित करती है।]][[यूवी]] क्षेत्र में प्रिज्म का फैलाव अधिक होता है। प्रिज्म मोनोक्रोमेटर्स को कुछ उपकरणों में पसंद किया जाता है जो मुख्य रूप से सुदूर यूवी क्षेत्र में काम करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। हालाँकि, अधिकांश मोनोक्रोमेटर्स झंझरी का उपयोग करते हैं। कुछ मोनोक्रोमेटर्स में कई झंझरी होती हैं जिन्हें विभिन्न वर्णक्रमीय क्षेत्रों में उपयोग के लिए चुना जा सकता है। एक प्रिज्म और एक झंझरी मोनोक्रोमेटर को श्रृंखला में रखकर बनाए गए एक डबल मोनोक्रोमेटर को आमतौर पर एकल झंझरी क्रम को अलग करने के लिए अतिरिक्त बैंडपास फिल्टर की आवश्यकता नहीं होती है।
[[File:Prism monochromator,with light path illustrated,from the laboratory of AHNU,Mar 2017.jpg|thumb|right|200px|एकल प्रिज्म का उपयोग करते हुए एक परावर्तक एकवर्णक की आंतरिक संरचना। पीली रेखा प्रकाश के पथ को इंगित करती है।]][[यूवी]] क्षेत्र में प्रिज्म का फैलाव अधिक होता है। प्रिज्म एकवर्णिता  को कुछ उपकरणों में पसंद किया जाता है जो मुख्य रूप से सुदूर यूवी क्षेत्र में काम करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। हालाँकि, अधिकांश एकवर्णिता  झंझरी का उपयोग करते हैं। कुछ एकवर्णिता  में कई झंझरी होती हैं जिन्हें विभिन्न वर्णक्रमीय क्षेत्रों में उपयोग के लिए चुना जा सकता है। एक प्रिज्म और एक झंझरी एकवर्णक को श्रृंखला में रखकर बनाए गए एक डबल एकवर्णक को सामान्यतः  एकल झंझरी क्रम को अलग करने के लिए अतिरिक्त बैंडपास फिल्टर की आवश्यकता नहीं होती है।


=== फोकल लंबाई ===
=== फोकल लंबाई ===
रंगों के बैंड की संकीर्णता जो एक मोनोक्रोमेटर उत्पन्न कर सकता है, मोनोक्रोमेटर कोलिमेटर की फोकल लम्बाई से संबंधित है। लंबी फोकल लंबाई वाली ऑप्टिकल प्रणाली का उपयोग करने से भी दुर्भाग्य से प्रकाश की मात्रा कम हो जाती है जिसे स्रोत से स्वीकार किया जा सकता है। बहुत उच्च रिज़ॉल्यूशन वाले मोनोक्रोमेटर्स की फोकल लंबाई 2 मीटर हो सकती है। ऐसे मोनोक्रोमेटर्स के निर्माण के लिए यांत्रिक और तापीय स्थिरता पर असाधारण ध्यान देने की आवश्यकता होती है। कई अनुप्रयोगों के लिए लगभग 0.4 मीटर फोकल लम्बाई के मोनोक्रोमेटर को उत्कृष्ट संकल्प माना जाता है। कई मोनोक्रोमेटर्स की फोकल लंबाई 0.1 मीटर से कम होती है।
रंगों के बैंड की संकीर्णता जो एक एकवर्णक उत्पन्न कर सकता है, एकवर्णक कोलिमेटर की फोकल लम्बाई से संबंधित है। लंबी फोकल लंबाई वाली प्रकाशीय  प्रणाली का उपयोग करने से भी दुर्भाग्य से प्रकाश की मात्रा कम हो जाती है जिसे स्रोत से स्वीकार किया जा सकता है। बहुत उच्च रिज़ॉल्यूशन वाले एकवर्णिता  की फोकल लंबाई 2 मीटर हो सकती है। ऐसे एकवर्णिता  के निर्माण के लिए यांत्रिक और तापीय स्थिरता पर असाधारण ध्यान देने की आवश्यकता होती है। कई अनुप्रयोगों के लिए लगभग 0.4 मीटर फोकल लम्बाई के एकवर्णक को उत्कृष्ट संकल्प माना जाता है। कई एकवर्णिता  की फोकल लंबाई 0.1 मीटर से कम होती है।


=== भट्ठा ऊंचाई ===
=== भट्ठा ऊंचाई ===
सबसे आम ऑप्टिकल सिस्टम गोलाकार कोलिमेटर का उपयोग करता है और इस प्रकार ऑप्टिकल विपथन होता है जो उस क्षेत्र को वक्र करता है जहां स्लिट इमेज फोकस करने के लिए आती हैं, ताकि छवि के वक्रता का अनुमान लगाने के लिए स्लिट कभी-कभी सीधे सीधे होने के बजाय घुमावदार हो जाएं। यह लम्बे स्लिट्स का उपयोग करने की अनुमति देता है, अधिक प्रकाश इकट्ठा करता है, जबकि अभी भी उच्च वर्णक्रमीय रिज़ॉल्यूशन प्राप्त करता है। कुछ डिज़ाइन एक और दृष्टिकोण लेते हैं और इसके बजाय वक्रता को सही करने के लिए टोरॉयडल कोलीमेटिंग मिरर का उपयोग करते हैं, जिससे रिज़ॉल्यूशन का त्याग किए बिना उच्च सीधे स्लिट की अनुमति मिलती है।
सबसे सामान्य प्रकाशीय  सिस्टम गोलाकार कोलिमेटर का उपयोग करता है और इस प्रकार प्रकाशीय  विपथन होता है जो उस क्षेत्र को वक्र करता है जहां स्लिट इमेज फोकस करने के लिए आती हैं, ताकि छवि के वक्रता का अनुमान लगाने के लिए स्लिट कभी-कभी सीधे सीधे होने के बजाय घुमावदार हो जाएं। यह लम्बे स्लिट्स का उपयोग करने की अनुमति देता है, अधिक प्रकाश इकट्ठा करता है, जबकि अभी भी उच्च वर्णक्रमीय रिज़ॉल्यूशन प्राप्त करता है। कुछ डिज़ाइन एक और दृष्टिकोण लेते हैं और इसके बजाय वक्रता को सही करने के लिए टोरॉयडल कोलीमेटिंग मिरर का उपयोग करते हैं, जिससे रिज़ॉल्यूशन का त्याग किए बिना उच्च सीधे स्लिट की अनुमति मिलती है।


=== तरंग दैर्ध्य बनाम ऊर्जा ===
=== तरंग दैर्ध्य बनाम ऊर्जा ===
मोनोक्रोमेटर्स को अक्सर तरंग दैर्ध्य की इकाइयों में कैलिब्रेट किया जाता है। झंझरी का एक समान घुमाव तरंगदैर्घ्य में साइनसोइडल परिवर्तन पैदा करता है, जो छोटे झंझरी कोणों के लिए लगभग रैखिक होता है, इसलिए ऐसा उपकरण बनाना आसान होता है। अध्ययन की जा रही कई अंतर्निहित भौतिक घटनाएं हालांकि ऊर्जा में रैखिक हैं, और चूंकि तरंग दैर्ध्य और ऊर्जा का पारस्परिक संबंध है, वर्णक्रमीय पैटर्न जो ऊर्जा के कार्य के रूप में प्लॉट किए जाने पर सरल और अनुमानित होते हैं, वे तरंग दैर्ध्य के कार्य के रूप में प्लॉट किए जाने पर विकृत हो जाते हैं। कुछ मोनोक्रोमेटर्स तरंग संख्या या कुछ अन्य ऊर्जा इकाइयों की इकाइयों में कैलिब्रेट किए जाते हैं, लेकिन पैमाना रैखिक नहीं हो सकता है।
एकवर्णिता  को अक्सर तरंग दैर्ध्य की इकाइयों में कैलिब्रेट किया जाता है। झंझरी का एक समान घुमाव तरंगदैर्घ्य में साइनसोइडल परिवर्तन पैदा करता है, जो छोटे झंझरी कोणों के लिए लगभग रैखिक होता है, इसलिए ऐसा उपकरण बनाना आसान होता है। अध्ययन की जा रही कई अंतर्निहित भौतिक घटनाएं हालांकि ऊर्जा में रैखिक हैं, और चूंकि तरंग दैर्ध्य और ऊर्जा का पारस्परिक संबंध है, वर्णक्रमीय पैटर्न जो ऊर्जा के कार्य के रूप में प्लॉट किए जाने पर सरल और अनुमानित होते हैं, वे तरंग दैर्ध्य के कार्य के रूप में प्लॉट किए जाने पर विकृत हो जाते हैं। कुछ एकवर्णिता  तरंग संख्या या कुछ अन्य ऊर्जा इकाइयों की इकाइयों में कैलिब्रेट किए जाते हैं, लेकिन पैमाना रैखिक नहीं हो सकता है।


=== डायनेमिक रेंज ===
=== डायनेमिक रेंज ===
एक उच्च गुणवत्ता वाले डबल मोनोक्रोमेटर के साथ निर्मित एक [[स्पेक्ट्रोफोटोमीटर]] पर्याप्त शुद्धता और तीव्रता का प्रकाश उत्पन्न कर सकता है जो उपकरण लगभग दस लाख गुना (6 एयू, अवशोषण इकाइयों) के ऑप्टिकल क्षीणन के एक संकीर्ण बैंड को माप सकता है।
एक उच्च गुणवत्ता वाले डबल एकवर्णक के साथ निर्मित एक [[स्पेक्ट्रोफोटोमीटर]] पर्याप्त शुद्धता और तीव्रता का प्रकाश उत्पन्न कर सकता है जो उपकरण लगभग दस लाख गुना (6 एयू, अवशोषण इकाइयों) के प्रकाशीय  क्षीणन के एक संकीर्ण बैंड को माप सकता है।


== अनुप्रयोग ==
== अनुप्रयोग ==
मोनोक्रोमेटर्स का उपयोग कई ऑप्टिकल मापने वाले उपकरणों और अन्य अनुप्रयोगों में किया जाता है जहां ट्यून करने योग्य मोनोक्रोमैटिक प्रकाश की आवश्यकता होती है। कभी-कभी मोनोक्रोमैटिक प्रकाश को एक नमूने पर निर्देशित किया जाता है और परावर्तित या संचरित प्रकाश को मापा जाता है। कभी-कभी सफेद प्रकाश एक नमूने पर निर्देशित होता है और मोनोक्रोमेटर का उपयोग परावर्तित या संचरित प्रकाश का विश्लेषण करने के लिए किया जाता है। कई [[फ्लोरोमीटर]] में दो मोनोक्रोमेटर्स का उपयोग किया जाता है; उत्तेजना तरंग दैर्ध्य का चयन करने के लिए एक मोनोक्रोमेटर का उपयोग किया जाता है और उत्सर्जित प्रकाश का विश्लेषण करने के लिए दूसरे मोनोक्रोमेटर का उपयोग किया जाता है।
एकवर्णिता  का उपयोग कई प्रकाशीय  मापने वाले उपकरणों और अन्य अनुप्रयोगों में किया जाता है जहां ट्यून करने योग्य एकवर्णिता  प्रकाश की आवश्यकता होती है। कभी-कभी एकवर्णिता  प्रकाश को एक नमूने पर निर्देशित किया जाता है और परावर्तित या संचरित प्रकाश को मापा जाता है। कभी-कभी सफेद प्रकाश एक नमूने पर निर्देशित होता है और एकवर्णक का उपयोग परावर्तित या संचरित प्रकाश का विश्लेषण करने के लिए किया जाता है। कई [[फ्लोरोमीटर]] में दो एकवर्णिता  का उपयोग किया जाता है; उत्तेजना तरंग दैर्ध्य का चयन करने के लिए एक एकवर्णक का उपयोग किया जाता है और उत्सर्जित प्रकाश का विश्लेषण करने के लिए दूसरे एकवर्णक का उपयोग किया जाता है।


एक स्वचालित स्कैनिंग स्पेक्ट्रोमीटर में मोनोक्रोमेटर द्वारा चयनित तरंग दैर्ध्य को बदलने और तरंग दैर्ध्य के एक समारोह के रूप में मापा मात्रा में परिणामी परिवर्तनों को रिकॉर्ड करने के लिए एक तंत्र शामिल होता है।
एक स्वचालित स्कैनिंग स्पेक्ट्रोमीटर में एकवर्णक द्वारा चयनित तरंग दैर्ध्य को बदलने और तरंग दैर्ध्य के एक समारोह के रूप में मापा मात्रा में परिणामी परिवर्तनों को रिकॉर्ड करने के लिए एक तंत्र शामिल होता है।


यदि एक इमेजिंग डिवाइस निकास भट्ठा को बदल देता है, तो परिणाम एक [[स्पेक्ट्रोग्राफ]] का मूल विन्यास होता है। यह कॉन्फ़िगरेशन रंगों के विस्तृत बैंड की तीव्रता के एक साथ विश्लेषण की अनुमति देता है। फोटोग्राफिक फिल्म या फोटोडेटेक्टर की एक सरणी का उपयोग किया जा सकता है, उदाहरण के लिए प्रकाश एकत्र करने के लिए। इस तरह का एक उपकरण यांत्रिक स्कैनिंग के बिना वर्णक्रमीय कार्य को रिकॉर्ड कर सकता है, हालांकि उदाहरण के लिए संकल्प या संवेदनशीलता के मामले में समझौता हो सकता है।
यदि एक इमेजिंग डिवाइस निकास भट्ठा को बदल देता है, तो परिणाम एक [[स्पेक्ट्रोग्राफ]] का मूल विन्यास होता है। यह विन्यास विश्‍लेषण रंगों के विस्तृत बैंड की तीव्रता के एक साथ विश्लेषण की अनुमति देता है। फोटोग्राफिक फिल्म या फोटोडेटेक्टर की एक सरणी का उपयोग किया जा सकता है, उदाहरण के लिए प्रकाश एकत्र करने के लिए। इस तरह का एक उपकरण यांत्रिक स्कैनिंग के बिना वर्णक्रमीय कार्य को रिकॉर्ड कर सकता है, हालांकि उदाहरण के लिए संकल्प या संवेदनशीलता के मामले में समझौता हो सकता है।


एक अवशोषण स्पेक्ट्रोफोटोमीटर तरंग दैर्ध्य के एक समारोह के रूप में नमूने द्वारा प्रकाश के अवशोषण को मापता है। कभी-कभी परिणाम को प्रतिशत संचरण के रूप में व्यक्त किया जाता है और कभी-कभी इसे संचरण के व्युत्क्रम लघुगणक के रूप में व्यक्त किया जाता है। बीयर-लैंबर्ट कानून प्रकाश के अवशोषण को प्रकाश-अवशोषित सामग्री की एकाग्रता, ऑप्टिकल पथ की लंबाई और मोलर अवशोषकता नामक सामग्री की आंतरिक संपत्ति से संबंधित करता है। इस संबंध के अनुसार तीव्रता में कमी एकाग्रता और पथ की लंबाई में चरघातांकी होती है। कमी इन मात्राओं में रैखिक है जब संचरण के व्युत्क्रम लघुगणक का उपयोग किया जाता है। इस मूल्य के लिए पुराना नामकरण ऑप्टिकल घनत्व (ओडी) था, वर्तमान नामकरण अवशोषक इकाइयां (एयू) है। एक एयू प्रकाश की तीव्रता में दस गुना कमी है। छह एयू एक लाख गुना कमी है।
एक अवशोषण स्पेक्ट्रोफोटोमीटर तरंग दैर्ध्य के एक समारोह के रूप में नमूने द्वारा प्रकाश के अवशोषण को मापता है। कभी-कभी परिणाम को प्रतिशत संचरण के रूप में व्यक्त किया जाता है और कभी-कभी इसे संचरण के व्युत्क्रम लघुगणक के रूप में व्यक्त किया जाता है। बीयर-लैंबर्ट कानून प्रकाश के अवशोषण को प्रकाश-अवशोषित सामग्री की एकाग्रता, प्रकाशीय  पथ की लंबाई और मोलर अवशोषकता नामक सामग्री की आंतरिक संपत्ति से संबंधित करता है। इस संबंध के अनुसार तीव्रता में कमी एकाग्रता और पथ की लंबाई में चरघातांकी होती है। कमी इन मात्राओं में रैखिक है जब संचरण के व्युत्क्रम लघुगणक का उपयोग किया जाता है। इस मूल्य के लिए पुराना नामकरण प्रकाशीय  घनत्व (ओडी) था, वर्तमान नामकरण अवशोषक इकाइयां (एयू) है। एक एयू प्रकाश की तीव्रता में दस गुना कमी है। छह एयू एक लाख गुना कमी है।


अवशोषण स्पेक्ट्रोफोटोमीटर में अक्सर नमूने को प्रकाश की आपूर्ति करने के लिए एक मोनोक्रोमेटर होता है। कुछ अवशोषण स्पेक्ट्रोफोटोमीटर में स्वचालित स्पेक्ट्रल विश्लेषण क्षमताएं होती हैं।
अवशोषण स्पेक्ट्रोफोटोमीटर में अक्सर नमूने को प्रकाश की आपूर्ति करने के लिए एक एकवर्णक होता है। कुछ अवशोषण स्पेक्ट्रोफोटोमीटर में स्वचालित स्पेक्ट्रल विश्लेषण क्षमताएं होती हैं।


अवशोषण स्पेक्ट्रोफोटोमीटर का रसायन विज्ञान, जैव रसायन और जीव विज्ञान में कई दैनिक उपयोग हैं। उदाहरण के लिए, उनका उपयोग प्रकाश को अवशोषित करने वाले कई पदार्थों की एकाग्रता या एकाग्रता में परिवर्तन को मापने के लिए किया जाता है। कई जैविक सामग्रियों की महत्वपूर्ण विशेषताएं, उदाहरण के लिए कई एंजाइम, एक रासायनिक प्रतिक्रिया शुरू करके मापा जाता है जो एक रंग परिवर्तन पैदा करता है जो अध्ययन की जा रही सामग्री की उपस्थिति या गतिविधि पर निर्भर करता है।<ref>Lodish H, Berk A, Zipursky SL, et al. Molecular Cell Biology. 4th edition. New York: W. H. Freeman; 2000. Section 3.5, Purifying, Detecting, and Characterizing Proteins. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21589/</ref> तापमान के खिलाफ सामग्री के अवशोषण में परिवर्तन को कैलिब्रेट करके ऑप्टिकल थर्मामीटर बनाए गए हैं। वहां कई अन्य उदाहरण हैं।
अवशोषण स्पेक्ट्रोफोटोमीटर का रसायन विज्ञान, जैव रसायन और जीव विज्ञान में कई दैनिक उपयोग हैं। उदाहरण के लिए, उनका उपयोग प्रकाश को अवशोषित करने वाले कई पदार्थों की एकाग्रता या एकाग्रता में परिवर्तन को मापने के लिए किया जाता है। कई जैविक सामग्रियों की महत्वपूर्ण विशेषताएं, उदाहरण के लिए कई एंजाइम, एक रासायनिक प्रतिक्रिया शुरू करके मापा जाता है जो एक रंग परिवर्तन पैदा करता है जो अध्ययन की जा रही सामग्री की उपस्थिति या गतिविधि पर निर्भर करता है।<ref>Lodish H, Berk A, Zipursky SL, et al. Molecular Cell Biology. 4th edition. New York: W. H. Freeman; 2000. Section 3.5, Purifying, Detecting, and Characterizing Proteins. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21589/</ref> तापमान के खिलाफ सामग्री के अवशोषण में परिवर्तन को कैलिब्रेट करके प्रकाशीय  थर्मामीटर बनाए गए हैं। वहां कई अन्य उदाहरण हैं।


स्पेक्ट्रोफोटोमीटर का उपयोग दर्पणों के स्पेक्युलर प्रतिबिंब और रंगीन वस्तुओं के विसरित प्रतिबिंब को मापने के लिए किया जाता है। उनका उपयोग धूप के चश्मे, लेजर सुरक्षात्मक चश्मे और अन्य फ़िल्टर (ऑप्टिक्स) के प्रदर्शन को चिह्नित करने के लिए किया जाता है। वहां कई अन्य उदाहरण हैं।
स्पेक्ट्रोफोटोमीटर का उपयोग दर्पणों के स्पेक्युलर प्रतिबिंब और रंगीन वस्तुओं के विसरित प्रतिबिंब को मापने के लिए किया जाता है। उनका उपयोग धूप के चश्मे, लेजर सुरक्षात्मक चश्मे और अन्य फ़िल्टर (ऑप्टिक्स) के प्रदर्शन को चिह्नित करने के लिए किया जाता है। वहां कई अन्य उदाहरण हैं।


यूवी में, दृश्यमान और आईआर के पास, अवशोषक और प्रतिबिंब स्पेक्ट्रोफोटोमीटर आमतौर पर मोनोक्रोमैटिक प्रकाश के साथ नमूना को रोशन करते हैं। संबंधित IR उपकरणों में, मोनोक्रोमेटर का उपयोग आमतौर पर नमूने से आने वाले प्रकाश का विश्लेषण करने के लिए किया जाता है।
यूवी में, दृश्यमान और आईआर के पास, अवशोषक और प्रतिबिंब स्पेक्ट्रोफोटोमीटर सामान्यतः  एकवर्णिता  प्रकाश के साथ नमूना को रोशन करते हैं। संबंधित IR उपकरणों में, एकवर्णक का उपयोग सामान्यतः  नमूने से आने वाले प्रकाश का विश्लेषण करने के लिए किया जाता है।


मोनोक्रोमेटर्स का उपयोग ऑप्टिकल उपकरणों में भी किया जाता है जो सरल अवशोषण या प्रतिबिंब के अलावा अन्य घटनाओं को मापते हैं, जहां भी प्रकाश का रंग एक महत्वपूर्ण चर होता है। उदाहरण के लिए, परिपत्र द्वैतवाद स्पेक्ट्रोमीटर में एक मोनोक्रोमेटर होता है।
एकवर्णिता  का उपयोग प्रकाशीय  उपकरणों में भी किया जाता है जो सरल अवशोषण या प्रतिबिंब के अलावा अन्य घटनाओं को मापते हैं, जहां भी प्रकाश का रंग एक महत्वपूर्ण चर होता है। उदाहरण के लिए, परिपत्र द्वैतवाद स्पेक्ट्रोमीटर में एक एकवर्णक होता है।


लेजर प्रकाश उत्पन्न करते हैं जो यहां चर्चा किए गए ऑप्टिकल मोनोक्रोमेटर्स की तुलना में बहुत अधिक मोनोक्रोमैटिक है, लेकिन केवल कुछ लेजर आसानी से ट्यून करने योग्य होते हैं, और ये लेजर उपयोग करने में आसान नहीं होते हैं।
लेजर प्रकाश उत्पन्न करते हैं जो यहां चर्चा किए गए प्रकाशीय  एकवर्णिता  की तुलना में बहुत अधिक एकवर्णिता  है, लेकिन केवल कुछ लेजर आसानी से ट्यून करने योग्य होते हैं, और ये लेजर उपयोग करने में आसान नहीं होते हैं।


मोनोक्रोमैटिक प्रकाश एक इमेजिंग डिवाइस (जैसे सीसीडी या सीएमओएस इमेजर) की क्वांटम दक्षता (क्यूई) की माप के लिए अनुमति देता है। एग्जिट स्लिट से प्रकाश या तो विसारक के माध्यम से या इमेजिंग डिवाइस पर एक एकीकृत क्षेत्र के माध्यम से पारित किया जाता है जबकि एक कैलिब्रेटेड डिटेक्टर एक साथ प्रकाश को मापता है। इमेजर, कैलिब्रेटेड डिटेक्टर, और मोनोक्रोमेटर का समन्वय किसी को दिए गए तरंग दैर्ध्य, क्यूई के फोटॉन के लिए उत्पन्न वाहक (इलेक्ट्रॉन या छेद) की गणना करने की अनुमति देता है।
एकवर्णिता  प्रकाश एक इमेजिंग डिवाइस (जैसे सीसीडी या सीएमओएस इमेजर) की क्वांटम दक्षता (क्यूई) की माप के लिए अनुमति देता है। एग्जिट स्लिट से प्रकाश या तो विसारक के माध्यम से या इमेजिंग डिवाइस पर एक एकीकृत क्षेत्र के माध्यम से पारित किया जाता है जबकि एक कैलिब्रेटेड डिटेक्टर एक साथ प्रकाश को मापता है। इमेजर, कैलिब्रेटेड डिटेक्टर, और एकवर्णक का समन्वय किसी को दिए गए तरंग दैर्ध्य, क्यूई के फोटॉन के लिए उत्पन्न वाहक (इलेक्ट्रॉन या छेद) की गणना करने की अनुमति देता है।


== यह भी देखें ==
== यह भी देखें ==


* [[परमाणु अवशोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी]] स्पेक्ट्रोमीटर [[खोखले कैथोड लैंप]] से प्रकाश का उपयोग करते हैं जो एक विशिष्ट तत्व के परमाणुओं द्वारा उत्पन्न प्रकाश का उत्सर्जन करते हैं, उदाहरण के लिए लोहा या सीसा या कैल्शियम। उपलब्ध रंग निश्चित हैं, लेकिन बहुत मोनोक्रोमैटिक हैं और नमूने में विशिष्ट तत्वों की एकाग्रता को मापने के लिए उत्कृष्ट हैं। ये उपकरण ऐसा व्यवहार करते हैं जैसे उनमें बहुत उच्च गुणवत्ता वाला मोनोक्रोमेटर हो, लेकिन उनका उपयोग उन तत्वों के विश्लेषण तक सीमित है जिनके लिए वे सुसज्जित हैं।
* [[परमाणु अवशोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी]] स्पेक्ट्रोमीटर [[खोखले कैथोड लैंप]] से प्रकाश का उपयोग करते हैं जो एक विशिष्ट तत्व के परमाणुओं द्वारा उत्पन्न प्रकाश का उत्सर्जन करते हैं, उदाहरण के लिए लोहा या सीसा या कैल्शियम। उपलब्ध रंग निश्चित हैं, लेकिन बहुत एकवर्णिता  हैं और नमूने में विशिष्ट तत्वों की एकाग्रता को मापने के लिए उत्कृष्ट हैं। ये उपकरण ऐसा व्यवहार करते हैं जैसे उनमें बहुत उच्च गुणवत्ता वाला एकवर्णक हो, लेकिन उनका उपयोग उन तत्वों के विश्लेषण तक सीमित है जिनके लिए वे सुसज्जित हैं।
* एक प्रमुख आईआर माप तकनीक, [[फूरियर रूपांतरण स्पेक्ट्रोस्कोपी]] आईआर, या एफटीआईआर, एक मोनोक्रोमेटर का उपयोग नहीं करता है। इसके बजाय, [[ऑप्टिकल ऑटोकॉर्पोरेशन]] तकनीक का उपयोग करते हुए, समय डोमेन में माप किया जाता है।
* एक प्रमुख आईआर माप तकनीक, [[फूरियर रूपांतरण स्पेक्ट्रोस्कोपी]] आईआर, या एफटीआईआर, एक एकवर्णक का उपयोग नहीं करता है। इसके बजाय, [[ऑप्टिकल ऑटोकॉर्पोरेशन|प्रकाशीय  ऑटोकॉर्पोरेशन]] तकनीक का उपयोग करते हुए, समय डोमेन में माप किया जाता है।
* [[पॉलीक्रोमेटर]]
* [[पॉलीक्रोमेटर]]
*[[अल्ट्राफास्ट मोनोक्रोमेटर]] - एक मोनोक्रोमेटर जो पथ लंबाई देरी के लिए क्षतिपूर्ति करता है जो [[अल्ट्राशॉर्ट पल्स]] को फैलाएगा
*[[अल्ट्राफास्ट मोनोक्रोमेटर|अल्ट्राफास्ट]] एकवर्णक - एक एकवर्णक जो पथ लंबाई देरी के लिए क्षतिपूर्ति करता है जो [[अल्ट्राशॉर्ट पल्स]] को फैलाएगा
* [[वियना फ़िल्टर]] - मोनोक्रोमैटिक इलेक्ट्रॉन बीम बनाने की एक तकनीक, जहां सभी इलेक्ट्रॉनों में लगभग समान ऊर्जा होती है
* [[वियना फ़िल्टर]] - एकवर्णिता  इलेक्ट्रॉन बीम बनाने की एक तकनीक, जहां सभी इलेक्ट्रॉनों में लगभग समान ऊर्जा होती है


==संदर्भ==
==संदर्भ==

Revision as of 15:37, 11 April 2023

यह प्रकाश के फैलाव या प्रकाश के टूटने का एक वैचारिक एनीमेशन है।
उन्नत फोटॉन स्रोत, Argonne राष्ट्रीय प्रयोगशाला में एक एक्स-रे beamline में मोनोक्रोमेटर।

एक एकवर्णक एक प्रकाशिकी उपकरण है जो इनपुट पर उपलब्ध तरंग दैर्ध्य की एक विस्तृत श्रृंखला से चुने गए प्रकाश या अन्य विकिरण के तरंग दैर्ध्य के यांत्रिक रूप से चयन योग्य संकीर्ण बैंड को प्रसारित करता है। यह नाम प्राचीन यूनानी मूल मोनो-, एकल और क्रोमा, रंग और लैटिन प्रत्यय -एटोर से आया है, जो एक एजेंट को दर्शाता है।

उपयोग

ECHIDNA के लिए न्यूट्रॉन एकवर्णक - ऑस्ट्रेलिया में ओपन-पूल ऑस्ट्रेलियाई लाइटवाटर रिएक्टर में उच्च रिज़ॉल्यूशन पाउडर डिफ्रेक्टोमीटर पाउडर डिफ्रेक्टोमीटर। यह [113] उन्मुख जर्मेनियम क्रिस्टल के स्लैब द्वारा बनाया गया है जो ब्रैग परावर्तित बीम पर ध्यान केंद्रित करने के लिए एक दूसरे की ओर झुके हुए हैं।

एक उपकरण जो एकवर्णिता प्रकाश उत्पन्न कर सकता है, विज्ञान और प्रकाशिकी में इसके कई उपयोग हैं क्योंकि विषय सूची की कई प्रकाशीय विशेषताएं तरंग दैर्ध्य पर निर्भर हैं। यद्यपि तरंग दैर्ध्य के एक संकीर्ण बैंड का चयन करने के लिए कई उपयोगी तरीके हैं (जो दृश्यमान सीमा में, शुद्ध रंग के रूप में माना जाता है), एक विस्तृत श्रृंखला से किसी भी तरंग दैर्ध्य बैंड को आसानी से चुनने के कई अन्य तरीके नहीं हैं। एकवर्णिता के कुछ उपयोगों की चर्चा के लिए अनुप्रयोग देखें।

कठोर एक्स-रे और न्यूट्रॉन विकिरण प्रकाशिकी में, पारदर्शी एकवर्णिता का उपयोग उपकरणों पर तरंग स्थितियों को परिभाषित करने के लिए किया जाता है।

तकनीक

एक एकवर्णक या तो प्रिज्म(ऑप्टिक्स) में प्रकाशीय फैलाव की घटना का उपयोग कर सकता है, या विवर्तन झंझरी का उपयोग करके, प्रकाश के रंगों को स्थानिक रूप से अलग करने के लिए। इसमें सामान्यतः चयनित रंग को निकास भट्ठा पर निर्देशित करने के लिए एक तंत्र होता है। सामान्यतः झंझरी या प्रिज्म का उपयोग परावर्तक मोड में किया जाता है। एक समबाहु त्रिभुज प्रिज्म (सामान्यतः , एक समबाहु प्रिज्म का आधा) बनाकर एक परावर्तक प्रिज्म बनाया जाता है, जिसमें एक तरफ दर्पण होता है। प्रकाश कर्ण के चेहरे के माध्यम से प्रवेश करता है और इसके माध्यम से वापस परावर्तित होता है, एक ही सतह पर दो बार अपवर्तित होता है। कुल अपवर्तन, और कुल फैलाव, वही होता है जो ट्रांसमिशन मोड में एक समबाहु प्रिज्म का उपयोग करने पर होता है।

समांतरण

फैलाव या विवर्तन को केवल तभी नियंत्रित किया जा सकता है जब प्रकाश को संपार्श्विक किया जाता है, अर्थात यदि प्रकाश की सभी किरणें समानांतर हों, या व्यावहारिक रूप से ऐसा ही हो। एक स्रोत, जैसे सूर्य, जो बहुत दूर है, संपार्श्विक प्रकाश प्रदान करता है। आइजैक न्यूटन ने अपने आइजैक न्यूटन प्रकाश विज्ञान में सूर्य के प्रकाश का उपयोग किया। एक व्यावहारिक एकवर्णक में, हालांकि, प्रकाश स्रोत करीब है, और एकवर्णक में एक प्रकाशीय सिस्टम स्रोत के डायवर्जिंग प्रकाश को समांतरण प्रकाश में परिवर्तित करता है। हालांकि कुछ एकवर्णक डिजाइन ध्यान केंद्रित करने वाले झंझरी का उपयोग करते हैं, जिन्हें अलग-अलग समापकों की आवश्यकता नहीं होती है, अधिकांश संपार्श्विक दर्पणों का उपयोग करते हैं। चिंतनशील प्रकाशिकी को प्राथमिकता दी जाती है क्योंकि वे स्वयं के फैलाव प्रभाव का परिचय नहीं देते हैं।

एक प्रिज्म या झंझरी एकवर्णक का ज्यामितीय डिजाइन

झंझरी/प्रिज्म विन्यास विश्‍लेषण हैं जो सादगी और वर्णक्रमीय सटीकता के बीच विभिन्न दुविधा प्रदान करते हैं।

ज़ेर्नी-टर्नर एकवर्णक का आरेख
एक संयुक्त परावर्तक-केंद्रित विवर्तन झंझरी
एक फास्टी-एबर्ट मोनोक्रोमेटर। यह Czerny–Turner के समान है लेकिन एक सामान्य संधानक/पुनः फोकसिंग दर्पण का उपयोग करता है।

सामान्य मैरिएनस ज़ेर्नी-टर्नर डिज़ाइन में,[1] ब्रॉड-बैंड रोशनी स्रोत (ए) एक प्रवेश भट्ठा (बी) के लिए लक्षित है। उपयोग के लिए उपलब्ध प्रकाश ऊर्जा की मात्रा स्लिट (चौड़ाई × ऊंचाई) द्वारा परिभाषित अंतरिक्ष में स्रोत की तीव्रता और प्रकाशीय सिस्टम के स्वीकृति कोण पर निर्भर करती है। भट्ठा को एक घुमावदार दर्पण (संपार्श्विक प्रकाश, सी) के प्रभावी फोकस पर रखा गया है ताकि दर्पण से परावर्तित भट्ठा से प्रकाश टकराया हो (अनंत पर केंद्रित)। संपार्श्विकित प्रकाश विवर्तन झंझरी (डी) से विवर्तन है और फिर एक अन्य दर्पण (ई) द्वारा एकत्र किया जाता है, जो प्रकाश को पुन: केंद्रित करता है, अब बाहर निकलने वाली भट्ठा (एफ) पर फैल गया है। प्रिज्म एकवर्णक में, एक परावर्तक लिट्रो प्रिज्म विवर्तन झंझरी की जगह लेता है, जिस स्थिति में प्रकाश प्रिज्म द्वारा अपवर्तन होता है।

बाहर निकलने पर, प्रकाश के रंग फैले हुए हैं (दृश्यमान में यह इंद्रधनुष के रंग दिखाता है)। क्योंकि प्रत्येक रंग एक्जिट-स्लिट प्लेन में एक अलग बिंदु पर आता है, इसलिए प्लेन पर केंद्रित एंट्रेंस स्लिट की छवियों की एक श्रृंखला होती है। चूंकि प्रवेश स्लिट चौड़ाई में परिमित है, आस-पास की छवियों के हिस्से ओवरलैप होते हैं। एग्जिट स्लिट (एफ) से निकलने वाली रोशनी में चयनित रंग के एंट्रेंस स्लिट की पूरी छवि और पास के रंगों की एंट्रेंस स्लिट इमेज के हिस्से शामिल हैं। फैलाने वाले तत्व के घूर्णन से रंगों के बैंड को निकास स्लिट के सापेक्ष स्थानांतरित करने का कारण बनता है, ताकि वांछित प्रवेश स्लिट छवि निकास स्लिट पर केंद्रित हो। एग्जिट स्लिट छोड़ने वाले रंगों की रेंज स्लिट्स की चौड़ाई का एक कार्य है। प्रवेश और निकास भट्ठा चौड़ाई एक साथ समायोजित कर रहे हैं।

अवांछित प्रकाश

ऐसे एकवर्णक का आदर्श स्थानांतरण कार्य त्रिकोणीय आकार है। त्रिकोण का शिखर चयनित नाममात्र तरंग दैर्ध्य पर है। पास के रंगों की तीव्रता इस शिखर के दोनों तरफ रैखिक रूप से घट जाती है जब तक कि कुछ कटऑफ मूल्य तक नहीं पहुंच जाता है, जहां तीव्रता कम हो जाती है। इसे अवांछित प्रकाश स्तर कहा जाता है। कटऑफ स्तर सामान्यतः शिखर मूल्य का लगभग एक हजारवां हिस्सा या 0.1% होता है।

स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ

स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ को उन बिंदुओं पर त्रिभुज की चौड़ाई के रूप में परिभाषित किया जाता है जहां प्रकाश अधिकतम मूल्य के आधे तक पहुंच गया है (आधी अधिकतम पर पूर्ण चौड़ाई, एफडब्ल्यूएचएम के रूप में संक्षिप्त)। एक विशिष्ट स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ एक नैनोमीटर हो सकता है; हालाँकि, विश्लेषण की आवश्यकता को पूरा करने के लिए विभिन्न मूल्यों को चुना जा सकता है। एक संकरा बैंडविड्थ रिज़ॉल्यूशन में सुधार करता है, लेकिन यह सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात को भी कम करता है।[2]


फैलाव

एक एकवर्णक के फैलाव को भट्ठा चौड़ाई की प्रति इकाई रंगों के बैंड की चौड़ाई, उदाहरण के लिए भट्ठा चौड़ाई के प्रति मिमी स्पेक्ट्रम के 1 एनएम के रूप में वर्णित किया जाता है। यह कारक झंझरी के लिए स्थिर है, लेकिन एक प्रिज्म के लिए तरंग दैर्ध्य के साथ बदलता रहता है। यदि एक निरंतर बैंडविड्थ मोड में एक स्कैनिंग प्रिज्म एकवर्णक का उपयोग किया जाता है, तो भट्ठा की चौड़ाई को तरंग दैर्ध्य में परिवर्तन के रूप में बदलना चाहिए। फैलाव फोकल लंबाई, झंझरी क्रम और झंझरी संकल्प शक्ति पर निर्भर करता है।

तरंग दैर्ध्य रेंज

एक एकवर्णक की समायोजन सीमा दृश्यमान स्पेक्ट्रम और दोनों या पास के पराबैंगनी (यूवी) और अवरक्त (आईआर) स्पेक्ट्रा के कुछ हिस्से को कवर कर सकती है, हालांकि एकवर्णिता प्रकाशीय रेंज की एक बड़ी विविधता के लिए और कई डिज़ाइनों के लिए बनाए गए हैं।

डबल मोनोक्रोमेटर्स

दो मोनोक्रोमेटरों का श्रृंखला में जुड़ा होना सामान्य बात है, उनकी यांत्रिक प्रणालियाँ अग्रानुक्रम में काम करती हैं ताकि वे दोनों एक ही रंग का चयन करें। इस व्यवस्था का उद्देश्य स्पेक्ट्रम की संकीर्णता में सुधार करना नहीं है, बल्कि कटऑफ स्तर को कम करना है। एक डबल एकवर्णक में शिखर मूल्य का लगभग दस लाखवां हिस्सा हो सकता है, व्यक्तिगत वर्गों के दो कटऑफ का उत्पाद। निकास बीम में अन्य रंगों के प्रकाश की तीव्रता को अवांछित प्रकाश स्तर के रूप में संदर्भित किया जाता है और यह कई उपयोगों के लिए एक एकवर्णक का सबसे महत्वपूर्ण विनिर्देश है। कम अवांछित प्रकाश प्राप्त करना व्यावहारिक एकवर्णक बनाने की कला का एक बड़ा हिस्सा है।

विवर्तन झंझरी और प्रज्वलित झंझरी

झंझरी एकवर्णिता सामान्यतः प्रतिकृति झंझरी का उपयोग करते हुए पराबैंगनी, दृश्य और अवरक्त विकिरण को फैलाते हैं, जो एक मास्टर झंझरी से निर्मित होते हैं। एक मास्टर झंझरी में एक कठोर, वैकल्पिक रूप से सपाट, सतह होती है जिसमें बड़ी संख्या में समानांतर और निकटवर्ती खांचे होते हैं। एक मास्टर झंझरी का निर्माण एक लंबी, महंगी प्रक्रिया है क्योंकि खांचे समान आकार के होने चाहिए, बिल्कुल समानांतर, और समान रूप से झंझरी की लंबाई (3–10 cm) से अधिक दूरी पर होने चाहिए। पराबैंगनी और दृश्य क्षेत्र के लिए एक झंझरी में सामान्यतः 300-2000 खांचे/मिमी होते हैं, हालांकि 1200-1400 खांचे/मिमी सबसे सामान्य हैं। अवरक्त क्षेत्र के लिए, झंझरी में सामान्यतः 10-200 खांचे / मिमी होते हैं।[3] जब एक विवर्तन झंझरी का उपयोग किया जाता है, तो ब्रॉडबैंड एकवर्णिता के डिजाइन में सावधानी बरतनी चाहिए क्योंकि विवर्तन पैटर्न में अतिव्यापी आदेश होते हैं। कभी-कभी विवर्तन आदेशों की चौड़ाई को सीमित करने के लिए प्रकाशीय पथ में ब्रॉडबैंड प्रीसेलेक्टर फिल्टर डाले जाते हैं ताकि वे ओवरलैप न हों। कभी-कभी यह दोहरी एकवर्णक डिजाइन के एकवर्णिता में से एक के रूप में एक प्रिज्म का उपयोग करके किया जाता है।

मूल उच्च-रिज़ॉल्यूशन विवर्तन झंझरी पर शासन किया गया था। उच्च-गुणवत्ता वाले विभाजित करने वाला इंजन का निर्माण एक बड़ा उपक्रम था (साथ ही पिछले दशकों में अत्यधिक कठिन), और अच्छी झंझरी बहुत महंगी थी। शासित झंझरी में त्रिकोणीय खांचे का ढलान सामान्यतः एक विशेष विवर्तन क्रम की चमक को बढ़ाने के लिए समायोजित किया जाता है। इसे प्रज्वलन झंझरी कहा जाता है। शासित झंझरी में खामियां हैं जो बेहोश भूत विवर्तन आदेश उत्पन्न करती हैं जो एक एकवर्णक के अवांछित प्रकाश स्तर को बढ़ा सकती हैं। एक बाद की फोटोलिथोग्राफिक तकनीक एक होलोग्राफिक हस्तक्षेप पैटर्न से झंझरी बनाने की अनुमति देती है। होलोग्राफिक झंझरी में साइनसोइडल खांचे होते हैं और इसलिए उतने चमकीले नहीं होते हैं, लेकिन धधकते हुए झंझरी की तुलना में कम बिखरे हुए प्रकाश स्तर होते हैं। एकवर्णिता में वास्तव में उपयोग किए जाने वाले लगभग सभी झंझरी सावधानीपूर्वक बनाए जाते हैं विवर्तन झंझरी # शासित या होलोग्राफिक मास्टर झंझरी का निर्माण।

प्रिज्म

एकल प्रिज्म का उपयोग करते हुए एक परावर्तक एकवर्णक की आंतरिक संरचना। पीली रेखा प्रकाश के पथ को इंगित करती है।

यूवी क्षेत्र में प्रिज्म का फैलाव अधिक होता है। प्रिज्म एकवर्णिता को कुछ उपकरणों में पसंद किया जाता है जो मुख्य रूप से सुदूर यूवी क्षेत्र में काम करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। हालाँकि, अधिकांश एकवर्णिता झंझरी का उपयोग करते हैं। कुछ एकवर्णिता में कई झंझरी होती हैं जिन्हें विभिन्न वर्णक्रमीय क्षेत्रों में उपयोग के लिए चुना जा सकता है। एक प्रिज्म और एक झंझरी एकवर्णक को श्रृंखला में रखकर बनाए गए एक डबल एकवर्णक को सामान्यतः एकल झंझरी क्रम को अलग करने के लिए अतिरिक्त बैंडपास फिल्टर की आवश्यकता नहीं होती है।

फोकल लंबाई

रंगों के बैंड की संकीर्णता जो एक एकवर्णक उत्पन्न कर सकता है, एकवर्णक कोलिमेटर की फोकल लम्बाई से संबंधित है। लंबी फोकल लंबाई वाली प्रकाशीय प्रणाली का उपयोग करने से भी दुर्भाग्य से प्रकाश की मात्रा कम हो जाती है जिसे स्रोत से स्वीकार किया जा सकता है। बहुत उच्च रिज़ॉल्यूशन वाले एकवर्णिता की फोकल लंबाई 2 मीटर हो सकती है। ऐसे एकवर्णिता के निर्माण के लिए यांत्रिक और तापीय स्थिरता पर असाधारण ध्यान देने की आवश्यकता होती है। कई अनुप्रयोगों के लिए लगभग 0.4 मीटर फोकल लम्बाई के एकवर्णक को उत्कृष्ट संकल्प माना जाता है। कई एकवर्णिता की फोकल लंबाई 0.1 मीटर से कम होती है।

भट्ठा ऊंचाई

सबसे सामान्य प्रकाशीय सिस्टम गोलाकार कोलिमेटर का उपयोग करता है और इस प्रकार प्रकाशीय विपथन होता है जो उस क्षेत्र को वक्र करता है जहां स्लिट इमेज फोकस करने के लिए आती हैं, ताकि छवि के वक्रता का अनुमान लगाने के लिए स्लिट कभी-कभी सीधे सीधे होने के बजाय घुमावदार हो जाएं। यह लम्बे स्लिट्स का उपयोग करने की अनुमति देता है, अधिक प्रकाश इकट्ठा करता है, जबकि अभी भी उच्च वर्णक्रमीय रिज़ॉल्यूशन प्राप्त करता है। कुछ डिज़ाइन एक और दृष्टिकोण लेते हैं और इसके बजाय वक्रता को सही करने के लिए टोरॉयडल कोलीमेटिंग मिरर का उपयोग करते हैं, जिससे रिज़ॉल्यूशन का त्याग किए बिना उच्च सीधे स्लिट की अनुमति मिलती है।

तरंग दैर्ध्य बनाम ऊर्जा

एकवर्णिता को अक्सर तरंग दैर्ध्य की इकाइयों में कैलिब्रेट किया जाता है। झंझरी का एक समान घुमाव तरंगदैर्घ्य में साइनसोइडल परिवर्तन पैदा करता है, जो छोटे झंझरी कोणों के लिए लगभग रैखिक होता है, इसलिए ऐसा उपकरण बनाना आसान होता है। अध्ययन की जा रही कई अंतर्निहित भौतिक घटनाएं हालांकि ऊर्जा में रैखिक हैं, और चूंकि तरंग दैर्ध्य और ऊर्जा का पारस्परिक संबंध है, वर्णक्रमीय पैटर्न जो ऊर्जा के कार्य के रूप में प्लॉट किए जाने पर सरल और अनुमानित होते हैं, वे तरंग दैर्ध्य के कार्य के रूप में प्लॉट किए जाने पर विकृत हो जाते हैं। कुछ एकवर्णिता तरंग संख्या या कुछ अन्य ऊर्जा इकाइयों की इकाइयों में कैलिब्रेट किए जाते हैं, लेकिन पैमाना रैखिक नहीं हो सकता है।

डायनेमिक रेंज

एक उच्च गुणवत्ता वाले डबल एकवर्णक के साथ निर्मित एक स्पेक्ट्रोफोटोमीटर पर्याप्त शुद्धता और तीव्रता का प्रकाश उत्पन्न कर सकता है जो उपकरण लगभग दस लाख गुना (6 एयू, अवशोषण इकाइयों) के प्रकाशीय क्षीणन के एक संकीर्ण बैंड को माप सकता है।

अनुप्रयोग

एकवर्णिता का उपयोग कई प्रकाशीय मापने वाले उपकरणों और अन्य अनुप्रयोगों में किया जाता है जहां ट्यून करने योग्य एकवर्णिता प्रकाश की आवश्यकता होती है। कभी-कभी एकवर्णिता प्रकाश को एक नमूने पर निर्देशित किया जाता है और परावर्तित या संचरित प्रकाश को मापा जाता है। कभी-कभी सफेद प्रकाश एक नमूने पर निर्देशित होता है और एकवर्णक का उपयोग परावर्तित या संचरित प्रकाश का विश्लेषण करने के लिए किया जाता है। कई फ्लोरोमीटर में दो एकवर्णिता का उपयोग किया जाता है; उत्तेजना तरंग दैर्ध्य का चयन करने के लिए एक एकवर्णक का उपयोग किया जाता है और उत्सर्जित प्रकाश का विश्लेषण करने के लिए दूसरे एकवर्णक का उपयोग किया जाता है।

एक स्वचालित स्कैनिंग स्पेक्ट्रोमीटर में एकवर्णक द्वारा चयनित तरंग दैर्ध्य को बदलने और तरंग दैर्ध्य के एक समारोह के रूप में मापा मात्रा में परिणामी परिवर्तनों को रिकॉर्ड करने के लिए एक तंत्र शामिल होता है।

यदि एक इमेजिंग डिवाइस निकास भट्ठा को बदल देता है, तो परिणाम एक स्पेक्ट्रोग्राफ का मूल विन्यास होता है। यह विन्यास विश्‍लेषण रंगों के विस्तृत बैंड की तीव्रता के एक साथ विश्लेषण की अनुमति देता है। फोटोग्राफिक फिल्म या फोटोडेटेक्टर की एक सरणी का उपयोग किया जा सकता है, उदाहरण के लिए प्रकाश एकत्र करने के लिए। इस तरह का एक उपकरण यांत्रिक स्कैनिंग के बिना वर्णक्रमीय कार्य को रिकॉर्ड कर सकता है, हालांकि उदाहरण के लिए संकल्प या संवेदनशीलता के मामले में समझौता हो सकता है।

एक अवशोषण स्पेक्ट्रोफोटोमीटर तरंग दैर्ध्य के एक समारोह के रूप में नमूने द्वारा प्रकाश के अवशोषण को मापता है। कभी-कभी परिणाम को प्रतिशत संचरण के रूप में व्यक्त किया जाता है और कभी-कभी इसे संचरण के व्युत्क्रम लघुगणक के रूप में व्यक्त किया जाता है। बीयर-लैंबर्ट कानून प्रकाश के अवशोषण को प्रकाश-अवशोषित सामग्री की एकाग्रता, प्रकाशीय पथ की लंबाई और मोलर अवशोषकता नामक सामग्री की आंतरिक संपत्ति से संबंधित करता है। इस संबंध के अनुसार तीव्रता में कमी एकाग्रता और पथ की लंबाई में चरघातांकी होती है। कमी इन मात्राओं में रैखिक है जब संचरण के व्युत्क्रम लघुगणक का उपयोग किया जाता है। इस मूल्य के लिए पुराना नामकरण प्रकाशीय घनत्व (ओडी) था, वर्तमान नामकरण अवशोषक इकाइयां (एयू) है। एक एयू प्रकाश की तीव्रता में दस गुना कमी है। छह एयू एक लाख गुना कमी है।

अवशोषण स्पेक्ट्रोफोटोमीटर में अक्सर नमूने को प्रकाश की आपूर्ति करने के लिए एक एकवर्णक होता है। कुछ अवशोषण स्पेक्ट्रोफोटोमीटर में स्वचालित स्पेक्ट्रल विश्लेषण क्षमताएं होती हैं।

अवशोषण स्पेक्ट्रोफोटोमीटर का रसायन विज्ञान, जैव रसायन और जीव विज्ञान में कई दैनिक उपयोग हैं। उदाहरण के लिए, उनका उपयोग प्रकाश को अवशोषित करने वाले कई पदार्थों की एकाग्रता या एकाग्रता में परिवर्तन को मापने के लिए किया जाता है। कई जैविक सामग्रियों की महत्वपूर्ण विशेषताएं, उदाहरण के लिए कई एंजाइम, एक रासायनिक प्रतिक्रिया शुरू करके मापा जाता है जो एक रंग परिवर्तन पैदा करता है जो अध्ययन की जा रही सामग्री की उपस्थिति या गतिविधि पर निर्भर करता है।[4] तापमान के खिलाफ सामग्री के अवशोषण में परिवर्तन को कैलिब्रेट करके प्रकाशीय थर्मामीटर बनाए गए हैं। वहां कई अन्य उदाहरण हैं।

स्पेक्ट्रोफोटोमीटर का उपयोग दर्पणों के स्पेक्युलर प्रतिबिंब और रंगीन वस्तुओं के विसरित प्रतिबिंब को मापने के लिए किया जाता है। उनका उपयोग धूप के चश्मे, लेजर सुरक्षात्मक चश्मे और अन्य फ़िल्टर (ऑप्टिक्स) के प्रदर्शन को चिह्नित करने के लिए किया जाता है। वहां कई अन्य उदाहरण हैं।

यूवी में, दृश्यमान और आईआर के पास, अवशोषक और प्रतिबिंब स्पेक्ट्रोफोटोमीटर सामान्यतः एकवर्णिता प्रकाश के साथ नमूना को रोशन करते हैं। संबंधित IR उपकरणों में, एकवर्णक का उपयोग सामान्यतः नमूने से आने वाले प्रकाश का विश्लेषण करने के लिए किया जाता है।

एकवर्णिता का उपयोग प्रकाशीय उपकरणों में भी किया जाता है जो सरल अवशोषण या प्रतिबिंब के अलावा अन्य घटनाओं को मापते हैं, जहां भी प्रकाश का रंग एक महत्वपूर्ण चर होता है। उदाहरण के लिए, परिपत्र द्वैतवाद स्पेक्ट्रोमीटर में एक एकवर्णक होता है।

लेजर प्रकाश उत्पन्न करते हैं जो यहां चर्चा किए गए प्रकाशीय एकवर्णिता की तुलना में बहुत अधिक एकवर्णिता है, लेकिन केवल कुछ लेजर आसानी से ट्यून करने योग्य होते हैं, और ये लेजर उपयोग करने में आसान नहीं होते हैं।

एकवर्णिता प्रकाश एक इमेजिंग डिवाइस (जैसे सीसीडी या सीएमओएस इमेजर) की क्वांटम दक्षता (क्यूई) की माप के लिए अनुमति देता है। एग्जिट स्लिट से प्रकाश या तो विसारक के माध्यम से या इमेजिंग डिवाइस पर एक एकीकृत क्षेत्र के माध्यम से पारित किया जाता है जबकि एक कैलिब्रेटेड डिटेक्टर एक साथ प्रकाश को मापता है। इमेजर, कैलिब्रेटेड डिटेक्टर, और एकवर्णक का समन्वय किसी को दिए गए तरंग दैर्ध्य, क्यूई के फोटॉन के लिए उत्पन्न वाहक (इलेक्ट्रॉन या छेद) की गणना करने की अनुमति देता है।

यह भी देखें

  • परमाणु अवशोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी स्पेक्ट्रोमीटर खोखले कैथोड लैंप से प्रकाश का उपयोग करते हैं जो एक विशिष्ट तत्व के परमाणुओं द्वारा उत्पन्न प्रकाश का उत्सर्जन करते हैं, उदाहरण के लिए लोहा या सीसा या कैल्शियम। उपलब्ध रंग निश्चित हैं, लेकिन बहुत एकवर्णिता हैं और नमूने में विशिष्ट तत्वों की एकाग्रता को मापने के लिए उत्कृष्ट हैं। ये उपकरण ऐसा व्यवहार करते हैं जैसे उनमें बहुत उच्च गुणवत्ता वाला एकवर्णक हो, लेकिन उनका उपयोग उन तत्वों के विश्लेषण तक सीमित है जिनके लिए वे सुसज्जित हैं।
  • एक प्रमुख आईआर माप तकनीक, फूरियर रूपांतरण स्पेक्ट्रोस्कोपी आईआर, या एफटीआईआर, एक एकवर्णक का उपयोग नहीं करता है। इसके बजाय, प्रकाशीय ऑटोकॉर्पोरेशन तकनीक का उपयोग करते हुए, समय डोमेन में माप किया जाता है।
  • पॉलीक्रोमेटर
  • अल्ट्राफास्ट एकवर्णक - एक एकवर्णक जो पथ लंबाई देरी के लिए क्षतिपूर्ति करता है जो अल्ट्राशॉर्ट पल्स को फैलाएगा
  • वियना फ़िल्टर - एकवर्णिता इलेक्ट्रॉन बीम बनाने की एक तकनीक, जहां सभी इलेक्ट्रॉनों में लगभग समान ऊर्जा होती है

संदर्भ

  1. ↑ Czerny, M.; Turner, A. F. (1930). "Über den astigmatismus bei spiegelspektrometern". Zeitschrift für Physik. 61 (11–12): 792–797. Bibcode:1930ZPhy...61..792C. doi:10.1007/BF01340206. S2CID 126259668.
  2. ↑ Keppy, N. K. and Allen M., Thermo Fisher Scientific, Madison, WI, USA, 2008
  3. ↑ Skoog, Douglas (2007). वाद्य विश्लेषण के सिद्धांत. Belmont, CA: Brooks/Cole. pp. 182–183. ISBN 978-0-495-01201-6.
  4. ↑ Lodish H, Berk A, Zipursky SL, et al. Molecular Cell Biology. 4th edition. New York: W. H. Freeman; 2000. Section 3.5, Purifying, Detecting, and Characterizing Proteins. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21589/


बाहरी संबंध

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