प्रिज्म (ऑप्टिक्स)

"प्रिज्मीय" redirects here. For other uses, see प्रिज्मीय (बहुविकल्पी).

ऑप्टिकल प्रिज्म फ्लैट, पॉलिश सतहों वाला पारदर्शी प्रकाशिकी तत्व है जो अपवर्तन प्रकाश के लिए डिज़ाइन किया गया है। कम से कम सतह को कोण होना चाहिए - दो समानांतर सतहों वाले तत्व नहीं प्रिज्म हैं। ऑप्टिकल प्रिज्म का सबसे परिचित प्रकार त्रिकोणीय प्रिज्म है, जिसमें त्रिकोणीय आधार और आयताकार पक्ष होते हैं। सभी ऑप्टिकल प्रिज्म, प्रिज्म (ज्यामिति) नहीं होते हैं, और सभी ज्यामितीय प्रिज्म ऑप्टिकल प्रिज्म के रूप में नहीं गिने जाते हैं। प्रिज्म को किसी भी सामग्री से बनाया जा सकता है जो तरंग दैर्ध्य के लिए पारदर्शी होता है जिसके लिए उन्हें डिज़ाइन किया गया है। विशिष्ट सामग्रियों में काँच , ऐक्रेलिक ग्लास और फ्लोराइट ऑप्टिक्स सम्मिलित हैं।

फैलाने वाले प्रिज्म का उपयोग सफेद ,सफेद प्रकाश को उसके घटक वर्णक्रमीय रंग (इंद्रधनुष के रंग) में तोड़ने के लिए किया जा सकता है जैसा कि निम्नलिखित खंड में वर्णित है। नीचे दिए गए अन्य प्रकार के प्रिज्मों का उपयोग प्रकाश को परावर्तित (भौतिकी) करने के लिए या विभिन्न ध्रुवीकरण (तरंगों) वाले घटकों में प्रकाश को विभाजित करने के लिए किया जा सकता है।

प्रकार

फैलानेवाला

विवर्तन (1), और अपवर्तन (2) द्वारा प्रिज्म द्वारा विवर्तन झंझरी से प्राप्त स्पेक्ट्रा की तुलना। लंबी तरंग दैर्ध्य (लाल) अधिक विवर्तित होती हैं, लेकिन कम तरंग दैर्ध्य (बैंगनी) से कम अपवर्तित होती हैं।

Main article: फैलाने वाला प्रिज्म

फैलाने वाले प्रिज्म का उपयोग प्रकाश को उसके घटक वर्णक्रमीय रंगों में तोड़ने के लिए किया जाता है क्योंकि अपवर्तक सूचकांक तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है; प्रिज्म में प्रवेश करने वाला सफेद प्रकाश विभिन्न तरंग दैर्ध्य का मिश्रण होता है, जिनमें से प्रत्येक थोड़ा अलग विधि से मुड़ता है। नीला प्रकाश लाल प्रकाश की तुलना में अधिक धीमा होता है और इसलिए लाल प्रकाश की तुलना में अधिक मुड़ेगा।

• त्रिकोणीय प्रिज्म (प्रकाशिकी)
• एमीसी प्रिज्म और अन्य प्रकार के यौगिक प्रिज्म
• इसके पीछे की तरफ दर्पण के साथ लिट्रो प्रिज्म
• पेलिन-ब्रोका प्रिज्म
• अब्बे प्रिज्म
• ग्रिस्म , फैलाव वाला प्रिज्म जिसकी सतह पर विवर्तन झंझरी होती है
• फेरी प्रिज्म

स्पेक्ट्रल फैलाव (ऑप्टिक्स) ऑप्टिकल प्रिज्म की सबसे अच्छी ज्ञात संपत्ति है, चूंकि व्यवहार में ऑप्टिकल प्रिज्म का उपयोग करने का सबसे लगातार उद्देश्य नहीं है।

चिंतनशील

प्रकाश किरण को पलटने, पलटने, घुमाने, विचलित करने या विस्थापित करने के लिए प्रकाश को प्रतिबिंबित करने के लिए परावर्तक प्रिज्म का उपयोग किया जाता है। वे सामान्यतः दूरबीन या सिंगल-लेंस रिफ्लेक्स कैमरा में छवि को खड़ा करने के लिए उपयोग किए जाते हैं - प्रिज्म के बिना उपयोगकर्ता के लिए छवि उलटी होगी।

परावर्तक प्रिज्म प्रकाश के निकट-परिपूर्ण प्रतिबिंब को प्राप्त करने के लिए कुल आंतरिक प्रतिबिंब का उपयोग करते हैं जो पर्याप्त रूप से तिरछे कोण पर पहलुओं पर प्रहार करता है। प्रिज्म सामान्यतः ऑप्टिकल ग्लास से बने होते हैं, जो इनपुट और आउटपुट पहलुओं के विरोधी-चिंतनशील कोटिंग के साथ मिलकर धातु के दर्पणों की तुलना में बहुत कम प्रकाश हानि की ओर जाता है।

• प्रतिबिंबों की विषम संख्या, फ़्लिप के रूप में छवि प्रोजेक्ट (प्रतिबिंबित)
  • त्रिकोणीय प्रिज्म परावर्तक, इमेज को बग़ल में प्रोजेक्ट करता है (लंबवत इनपुट और आउटपुट घटना के स्थिति में रंगीन फैलाव शून्य है)
  • [रूफ पेंटाप्रिज्म] छवि को दूसरी धुरी के साथ तिरछे फ़्लिप करता है
  • डोव प्रिज्म इमेज को आगे प्रोजेक्ट करता है
  • कोने का घन |कॉर्नर-क्यूब रेट्रोरिफ्लेक्टर छवि को पीछे की ओर प्रोजेक्ट करता है
• यहां तक ​​कि प्रतिबिंबों की संख्या, छवि सीधे प्रोजेक्ट करती है (हाथ में परिवर्तन के बिना; घुमाया जा सकता है या नहीं भी)
  • पोरो प्रिज्म छवि को पीछे की ओर और विस्थापित करता है
  • पोरो-एब्बे प्रिज्म छवि को आगे प्रोजेक्ट करता है, 180° से घुमाया जाता है और विस्थापित किया जाता है
  • पेर्गर प्रिज्म पोरो-एब्बे प्रिज्म पर आधारित विकास, छवि को आगे प्रोजेक्ट करता है, 180° से घुमाया जाता है और विस्थापित किया जाता है
  • अब्बे-कोनिग प्रिज्म छवि को आगे बढ़ाता है, 180° से घुमाया जाता है और समरेख होता है (4 आंतरिक प्रतिबिंब [2 प्रतिबिंब रूफ के मैदानों पर होते हैं])
  • बौर्नफाइंड प्रिज्म इमेज को साइड में प्रोजेक्ट करता है (45° से झुका हुआ)
  • अमीसी रूफ प्रिज्म इमेज को बगल में प्रोजेक्ट करता है
  • पेंटाप्रिज्म इमेज को बगल में प्रोजेक्ट करता है
  • श्मिट-पेचन प्रिज्म छवि को आगे बढ़ाता है, 180° से घुमाया जाता है (6 प्रतिबिंब [2 प्रतिबिंब रूफ के मैदानों पर हैं]; बौर्नफाइंड भाग और श्मिट प्रिज्म भाग से बना है)
  • उपपेन्डहल प्रिज्म छवि को आगे बढ़ाता है, 180 डिग्री और कोलीनियर द्वारा घुमाया जाता है (6 प्रतिबिंब 2 प्रतिबिंब रूफ के मैदानों पर हैं एक साथ पुख्ता 3 प्रिज्मों से बना)

बीम-विभाजन

Further information: बीम विभाजक

विभिन्न पतली-फिल्म प्रकाशिकी पतली-फिल्म ऑप्टिकल परतों को समकोण वाले प्रिज्म के कर्ण पर जमा किया जा सकता है, और बीम-स्प्लिटर क्यूब बनाने के लिए दूसरे प्रिज्म को मजबूत किया जा सकता है।

ऐसे घन का समग्र ऑप्टिकल प्रदर्शन पतली परत द्वारा निर्धारित किया जाता है।

सामान्य ग्लास सब्सट्रेट की तुलना में, ग्लास क्यूब दोनों तरफ से पतली-फिल्म परत की सुरक्षा और बेहतर यांत्रिक स्थिरता प्रदान करता है। क्यूब फेब्री-पेरोट इंटरफेरोमीटर,पीछे का प्रतिबिंब और सामान्य बीम डिफ्लेक्शन को भी खत्म कर सकता है।

• डाइक्रोइक फिल्टर डाइक्रोइक प्रिज्म बनाते हैं
• पोलराइज़िंग क्यूब बीम्सप्लिटर्स का विलुप्त होने का अनुपात बियरफ़्रेंजेंट की तुलना में कम होता है, लेकिन कम खर्चीला होता है
• आंशिक रूप से धातुकृत दर्पण गैर-ध्रुवीकरण बीमस्प्लिटर प्रदान करते हैं
• वायु अंतराल - जब दो त्रिकोणीय प्रिज्मों के कर्ण वायु अंतराल के साथ एक-दूसरे के बहुत समीप होते हैं, कुंठित कुल आंतरिक प्रतिबिंब दूसरे प्रिज्म में विकिरण के जोड़े को प्रसार तरंग में संभव बनाता है। संचरित शक्ति अंतराल की चौड़ाई के साथ तेजी से गिरती है, इसलिए इसे माइक्रोमैट्रिक स्क्रू द्वारा परिमाण के कई आदेशों पर ट्यून किया जा सकता है।
• बाइप्रिज्म (या फ्रेस्नेल बाइप्रिज्म): दो प्रिज्म अपने आधारों पर जुड़ते हैं, जिससे विस्तृत शीर्ष कोण (~ 180°) बनता है; कॉमन-पाथ इंटरफेरोमीट में उपयोग किया जाता है।

ध्रुवीकरण

Further information: पोलराइज़र बायरफ्रिन्जेंट_पोलराइज़र

ध्रुवीकरण करने वाले प्रिज्मों द्वारा अन्य वर्ग का निर्माण किया जाता है, जो अलग-अलग ध्रुवीकरण (तरंगों) के घटकों में प्रकाश की किरण को विभाजित करने के लिए बायरफ्रिंजेंस का उपयोग करते हैं। दृश्यमान और यूवी क्षेत्रों में, उनके बहुत कम नुकसान होते हैं और उनका विलुप्त होने का अनुपात सामान्यतः अधिक होता है $10^{5}:1$, जो अन्य प्रकार के ध्रुवीकरणकर्ताओं से बेहतर है। वे संपूर्ण आंतरिक परावर्तन को नियोजित कर भी सकते हैं और नहीं भी;

• ध्रुवीकरण को पूर्ण आंतरिक प्रतिबिंब द्वारा अलग किया जाता है:
  • निकोल प्रिज्म
  • ग्लान-फौकॉल्ट प्रिज्म
  • ग्लैन-टेलर प्रिज्म, उच्च-शक्ति संस्करण जिसे ग्लान-लेजर प्रिज्म के रूप में भी जाना जाता है। ग्लान-लेजर प्रिज्म
  • ग्लान-थॉम्पसन प्रिज्म
• ध्रुवीकरण केवल विभिन्न अपवर्तन द्वारा विचलित होता है:
  • रोचॉन प्रिज्म
  • सेनारमोंट प्रिज्म
• दोनों ध्रुवीकरण अपवर्तन द्वारा विचलित होते हैं:
  • वोलास्टन प्रिज्म
  • नोमार्स्की प्रिज्म - वोलास्टोन प्रिज्म का प्रकार जहां p- और s-घटक विस्थापित होकर एक दूसरे की ओर अभिसरण करते हैं; अंतर हस्तक्षेप कंट्रास्ट माइक्रोस्कोपी के लिए महत्वपूर्ण
• दोनों ध्रुवीकरण समानांतर रहते हैं, लेकिन स्थानिक रूप से अलग होते हैं:
  • ध्रुवीकरण बीम विस्थापक, सामान्यतः योजना-समानांतर पहलुओं के साथ मोटे अनिसोट्रोपिक क्रिस्टल से बने होते हैं

ये सामान्यतः केल्साइट जैसी द्विप्रतिरोधी क्रिस्टलीय सामग्री से बने होते हैं, लेकिन अन्य सामग्री जैसे क्वार्ट्ज और बीटा बेरियम बोरेट | α-BBO यूवी अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक हो सकते हैं, और अन्य (MgF₂, YVO₄ और TiO₂) अवरक्त स्पेक्ट्रल रेंज में आगे संचरण का विस्तार करेगा।

डिपोलराइज़र

Further information: डिपोलराइज़र

द्विअर्थी क्रिस्टल को भी इस तरह से एकत्रित किया जा सकता है जिससे प्रकाश का स्पष्ट विध्रुवण होता है।

• डिपोलराइज़र (ऑप्टिक्स) कॉर्नू डिपोलराइज़र
• डिपोलराइज़र (ऑप्टिक्स) ल्योट डिपोलराइज़र

ध्यान दें कि आदर्श मोनोक्रोमैटिक समतल लहर के लिए विध्रुवण नहीं देखा जाएगा, क्योंकि वास्तव में दोनों डिवाइस बीम के अपने ध्रुवीकरण घटकों के डिकॉरेन्स में क्रमशः लौकिक सुसंगतता या स्थानिक सुसंगतता को कम कर देते हैं।

अन्य

चूंकि, आइसोट्रोपिक सामग्री जैसे कांच से बने प्रिज्म भी प्रकाश के ध्रुवीकरण को बदल देंगे, क्योंकि तिरछे कोणों के तहत फ्रेस्नेल समीकरण प्रकाश के s- और p-ध्रुवीकृत घटकों के आयाम अनुपात (न ही चरण) को बनाए नहीं रखते हैं, जिससे सामान्य अण्डाकार ध्रुवीकरण होता है। . यह सामान्यतःफैलाने वाले प्रिज्म का अवांछित प्रभाव होता है। कुछ स्थितियों में प्रिज्म ज्यामिति का चयन करके इससे बचा जा सकता है, जो प्रकाश लंबवत कोण के तहत प्रवेश करता है और गैर-प्लानर प्रकाश प्रक्षेपवक्र के माध्यम से मुआवजे के द्वारा या p-ध्रुवीकृत प्रकाश के उपयोग से बाहर निकलता है।

कुल आंतरिक प्रतिबिंब केवल s- और p-ध्रुवीकृत प्रकाश के बीच पारस्परिक चरण को बदलता है। घटना के अच्छी तरह से चुने गए कोण के तहत, यह चरण समीप $\pi /4$ है।

• फ्रेस्नेल समचतुर्भुज इस प्रभाव का उपयोग परिपत्र और रैखिक ध्रुवीकरण के बीच रूपांतरण प्राप्त करने के लिए करता है। यह चरण अंतर स्पष्ट रूप से तरंग दैर्ध्य पर निर्भर नहीं है, बल्कि केवल अपवर्तक सूचकांक पर निर्भर करता है, इसलिए कम फैलाव वाले चश्मे से बने फ्रेस्नेल समचतुर्भुज वेवप्लेट क्वार्टर-वेव प्लेट क्वार्टर-वेव प्लेट्स की तुलना में बहुत व्यापक वर्णक्रमीय रेंज प्राप्त करते हैं। चूंकि, वे बीम को विस्थापित करते हैं।
• चौगुनी परावर्तन और शून्य बीम विस्थापन के साथ दुगुना फ्रेस्नेल समचतुर्भुज, वेवप्लेट हाफ-वेव प्लेट हाफ-वेव प्लेट को प्रतिस्थापित करता है।
• इसी तरह के प्रभाव का उपयोग ध्रुवीकरण बनाए रखने वाले प्रकाशिकी बनाने के लिए भी किया जा सकता है।

अन्य उपयोग

प्रिज्म में कुल आंतरिक प्रतिबिंब प्रकाशिकी, प्लास्मोनिक्स और माइक्रोस्कोपी के माध्यम से कई उपयोग करता है। विशेष रूप से:

• प्रिज्म का उपयोग प्रकाश को सतह सतह समतल में प्रसारित करने के लिए किया जाता है। या तो त्रिकोणीय प्रिज्म के कर्ण को धातुकृत किया जाता है (क्रेशमैन विन्यास), या क्षणभंगुर तरंग को बहुत समीप धात्विक सतह (ओटो विन्यास) से जोड़ा जाता है।
• कुछ लेज़र सक्रिय मीडिया को प्रिज्म के रूप में बनाया जा सकता है जहां कम गुणवत्ता वाली लेजर पंपिंग बीम सामने के पहलू में प्रवेश करती है, जबकि प्रवर्धित बीम इससे चराई की घटना के अंतर्गत कुल आंतरिक प्रतिबिंब से निकलती है। ऐसा डिज़ाइन थर्मल तनाव से कम पीड़ित होता है और उच्च-शक्ति वाले लेजर डायोड द्वारा पंप किया जाना सरल होता है।

Further information: कुल_आंतरिक_प्रतिबिंब अनुप्रयोग

प्रिज्म के अन्य उपयोग उनके बीम-विचलित अपवर्तन पर आधारित होते हैं:

• कील प्रिज्म का उपयोग निश्चित कोण से मोनोक्रोमैटिक प्रकाश की किरण को विक्षेपित करने के लिए किया जाता है। बीम स्टीयरिंग के लिए ऐसे प्रिज्म की जोड़ी का उपयोग किया जा सकता है; प्रिज्मों को घुमाकर बीम को संबंध के शंक्वाकार क्षेत्र के अन्दर किसी भी वांछित कोण में विक्षेपित किया जा सकता है। सबसे अधिक पाया जाने वाला कार्यान्वयन रिस्ले प्रिज्म जोड़ी है। *उदाहरण के लिए, निर्वात कक्षों या क्युवेट्स की पारदर्शी खिड़कियाँ भी थोड़ी सी मुड़ी हुई (10' - 1°) हो सकती हैं। चूंकि यह प्रतिबिंब को कम नहीं करता है, यह फैब्री पेरोट|फैब्री-पेरोटके हस्तक्षेप को दबा देता है जो अन्यथा उनके ट्रांसमिशन स्पेक्ट्रम को संशोधित करेगा।
• समान, लेकिन असममित रूप से रखे गए प्रिज्म की एनामॉर्फिक जोड़ी भी बीम के प्रोफाइल को बदल सकती है। इसका उपयोग अधिकांशतः लेज़र डायोड के अण्डाकार आउटपुट से गोल बीम बनाने के लिए किया जाता है। इसके मोनोक्रोमैटिक प्रकाश के साथ, अलग-अलग वेज झुकाव से उत्पन्न होने वाला सामान्य रंगीन फैलाव कोई समस्या नहीं है।
• डेक प्रिज्म का उपयोग नौकायन जहाजों पर डेक के नीचे दिन के उजाले को लाने के लिए किया जाता था, चूंकि मोमबत्तियां और मिट्टी के तेल के लैंप लकड़ी के जहाजों में आग का खतरा हैं।

ऑप्टोमेट्री में

See also: प्रिज्म सुधार

ऑप्टिकल अक्ष से सुधारात्मक लेंसों को स्थानांतरित करके, उनके माध्यम से देखी जाने वाली छवियों को उसी तरह विस्थापित किया जा सकता है जैसे प्रिज्म छवियों को विस्थापित करता है। नेत्र देखभाल पेशेवर ऑर्थोप्टिक्स की विभिन्न समस्याओं के इलाज के लिए प्रिज्म के साथ-साथ अक्ष से दूर लेंस का उपयोग करते हैं।

• द्विगुणदृष्टि (दोहरी दृष्टि)
• सकारात्मक और नकारात्मक संलयन समस्याएं

प्रिज्म वाला प्रिज्म चश्मा दो आंखों के सापेक्ष विस्थापन का प्रदर्शन करता है, जिससे एसो-, एक्सो, हाइपर- या हाइपोट्रोपिया को ठीक किया जाता है।

इसके विपरीत, दोनों आंखों के लिए समान शक्ति के प्रिज्म वाले चश्मे, जिन्हें योक प्रिज्म भी कहा जाता है (यह भी: संयुग्मित प्रिज्म, परिवेश लेंस या प्रदर्शन चश्मा) दोनों आंखों के दृश्य क्षेत्र को एक ही स्थान पर स्थानांतरित कर देते हैं।

यह भी देखें

• न्यूनतम विचलन
• बहु-प्रिज्म फैलाव सिद्धांत
• प्रिज्म कंप्रेसर
• प्रिज्म डायोप्टर
• प्रिज्म स्पेक्ट्रोमीटर
• प्रिज्म (ज्यामिति)
• रंगों का सिद्धांत
• त्रिकोणीय प्रिज्म (ज्यामिति)
• सुपरप्रिज्म
• चश्मे के नुस्खे
• प्रिज्म प्रकाश

अग्रिम पठन

• Hecht, Eugene (2001). Optics (4th ed.). Pearson Education. ISBN 0-8053-8566-5.

बाहरी संबंध

• "Prism" . Encyclopædia Britannica (in English). Vol. 22 (11th ed.). 1911. p. 361.
• Java applet of refraction through a prism