01
ভূমিকা
অপটিক্যাল সনাক্তকরণ প্রযুক্তি লেজার আল্ট্রাসনিক টেস্টিং (LUT) এ একটি কেন্দ্রীয় ভূমিকা পালন করে এবং প্রথাগত পাইজোইলেকট্রিক সেন্সরগুলির তুলনায় এর সুবিধা রয়েছে। নন-যোগাযোগ অপটিক্যাল সনাক্তকরণ অতিস্বনক ক্ষেত্রের সাথে হস্তক্ষেপ করে না এবং সনাক্তকরণ পয়েন্টগুলিকে সুনির্দিষ্ট স্থানিক নির্ভুলতার সাথে দ্রুত সরানোর অনুমতি দেয়। অপটিক্যাল ডিটেকশন উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডে বিস্তৃত ফ্রিকোয়েন্সি পরিসীমা কভার করে, এটি অতিস্বনক তরঙ্গ সনাক্ত ও বিশ্লেষণ করতে সক্ষম করে তোলে। বিপরীতে, পাইজোইলেকট্রিক সেন্সরগুলি উপাদান বৈশিষ্ট্যের সীমাবদ্ধতার কারণে উচ্চ- ফ্রিকোয়েন্সি সংকেত সনাক্ত করতে চ্যালেঞ্জের সম্মুখীন হয়। যাইহোক, বিক্ষিপ্ত বস্তুর সাথে কাজ করার সময় অপটিক্যাল সনাক্তকরণের সংবেদনশীলতা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়। একটি হালকা মরীচি উপর অতিস্বনক তরঙ্গ প্রভাব প্রধানত তীব্রতা মডুলেশন এবং ফেজ বা ফ্রিকোয়েন্সি মডুলেশন মধ্যে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে. আলোর অত্যন্ত উচ্চ কম্পাঙ্কের কারণে, বর্তমান ফটোডিটেক্টর সরাসরি আলোর পর্যায় পরিমাপ করতে পারে না এবং শুধুমাত্র আলোর তীব্রতা সনাক্ত করতে পারে। আলোক রশ্মির ফেজ তথ্য প্রাপ্ত করার জন্য, ফেজ তথ্যকে তীব্রতার তথ্যে রূপান্তর করার জন্য মরীচিটিকে মড্যুলেট করতে হবে, যা ডিমোডুলেশনের মাধ্যমে পুনরুদ্ধার করা হয়।
02
তীব্রতা মডুলেশন কৌশল
তীব্রতা মড্যুলেশন কৌশল আলোর তীব্রতার ওঠানামা পর্যবেক্ষণ করে পৃষ্ঠের কম্পন এবং স্থানচ্যুতি ডেটা অর্জন করে। এই পদ্ধতির মধ্যে প্রাথমিকভাবে পাম্প-প্রোব কৌশল, অপটিক্যাল ডিফ্লেকশন টেকনিক এবং সারফেস গ্রেটিং ডিফ্র্যাকশন কৌশল অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। পাম্প-প্রোব কৌশলগুলি আল্ট্রাফাস্ট গতিবিদ্যা এবং মাইক্রো- থেকে ন্যানোস্কেল অ্যাকোস্টিক প্রতিক্রিয়াগুলিকে চিহ্নিত করতে ব্যবহৃত হয়। চিত্র 1-এ যেমন দেখানো হয়েছে, নীতির মধ্যে রয়েছে উচ্চ-শক্তি পাম্প আলো ব্যবহার করে উপাদানের মধ্যে ক্ষণস্থায়ী থার্মোয়েলাস্টিক বিকৃতি বা উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি অতিস্বনক পালস, তারপরে প্রোব লাইট দিয়ে নমুনা নেওয়া যার একটি নিয়ন্ত্রিত সময় বিলম্ব রয়েছে। আল্ট্রাসাউন্ড দ্বারা সৃষ্ট প্রতিসরাঙ্ক সূচকের ব্যাঘাত বা স্থানচ্যুতি প্রোবের আলোর প্রতিফলন বৈশিষ্ট্যকে পরিবর্তন করে। একটি যান্ত্রিক অনুবাদ পর্যায় ব্যবহার করে দুটি ডালের মধ্যে সময় বিলম্ব সামঞ্জস্য করে, সিস্টেমটি একটি পিকোসেকেন্ড বা ফেমটোসেকেন্ড স্কেলে আল্ট্রাসাউন্ডের গতিশীল বিবর্তন রেকর্ড করতে পারে। অপটিক্যাল ডিফ্লেকশন কৌশলগুলি পৃষ্ঠের শাব্দ তরঙ্গ দ্বারা প্ররোচিত স্থানীয় জ্যামিতিক কাত সনাক্ত করে। যখন আল্ট্রাসাউন্ড সনাক্তকরণ বিন্দুর মধ্য দিয়ে যায়, তখন পৃষ্ঠের সামান্য কাত প্রতিফলিত আলোর মরীচির স্থানিক বিচ্যুতি ঘটায়। অপটিক্যাল পাথে শারীরিক প্রতিবন্ধকতা প্রবর্তন করে, কৌণিক স্থানচ্যুতি ডিটেক্টর দ্বারা প্রাপ্ত আলোর তীব্রতা ওঠানামায় রূপান্তরিত হয়। এই ওঠানামার ফ্রিকোয়েন্সি সরাসরি পৃষ্ঠের শাব্দ ক্ষেত্রের শারীরিক বৈশিষ্ট্য প্রতিফলিত করে। সারফেস গ্রেটিং ডিফ্র্যাকশন কৌশলগুলি পর্যায়ক্রমিক মাইক্রোস্ট্রাকচার সহ পৃষ্ঠের জন্য উপযুক্ত। আল্ট্রাসাউন্ড প্রচারের সাথে সাথে, এটি প্রায়শই ঝাঁঝরিতে সামান্য সমন্বয় ঘটায়, যার ফলে বিচ্ছুরিত বিমের কোণ এবং শক্তি বিতরণ পরিবর্তন হয়। নির্দিষ্ট ক্রমগুলিতে বিচ্ছুরিত আলোর তীব্রতার পরিবর্তনগুলি পর্যবেক্ষণ করে, সিস্টেমটি ন্যানোমিটার স্তরে পৃষ্ঠের গতিশীল স্থানচ্যুতি তথ্য বের করতে পারে৷
03
ফেজ মড্যুলেশন এবং ফ্যাব্রি-পেরোট ইন্টারফেরোমেট্রি
ফেজ মড্যুলেশন প্রযুক্তি অতিস্বনক কম্পন দ্বারা সংশোধিত ফেজ শিফ্টগুলিকে হস্তক্ষেপের প্রান্তের তীব্রতার পরিবর্তনে রূপান্তর করতে সুসংগত আলোর হস্তক্ষেপ নীতি ব্যবহার করে। এই প্রযুক্তিটি সাধারণত ন্যানোমিটার-স্তরের নির্ভুলতা বা এমনকি কম অর্জন করে। ইন্টারফেরোমেট্রিক সনাক্তকরণকে রেফারেন্স-হালকা হস্তক্ষেপ এবং স্ব-রেফারেন্স হস্তক্ষেপে ভাগ করা যেতে পারে। রেফারেন্স-আলোর হস্তক্ষেপ শূন্য-পথ-পার্থক্য হস্তক্ষেপ এবং হেটেরোডাইন হস্তক্ষেপ অন্তর্ভুক্ত করে, যখন স্ব-রেফারেন্স স্কিমগুলির মধ্যে বিলম্বের হস্তক্ষেপ, অভিযোজিত হলোগ্রাফিক হস্তক্ষেপ এবং লেজারের বিচ্ছুরণ সনাক্তকরণ অন্তর্ভুক্ত থাকে। ফেজ ডিমোডুলেশন স্কিমগুলিতে, ফেব্রি-পেরট ইন্টারফেরোমিটার হল লেজারের অতিস্বনক সনাক্তকরণের মূল কৌশল। এই পদ্ধতিটি দুটি অত্যন্ত প্রতিফলিত আয়না (চিত্র 2) দ্বারা গঠিত একটি অনুরণিত গহ্বরের মাধ্যমে একাধিক বিমের সুসঙ্গত সুপারপজিশন অর্জন করে। যখন প্রোব আলো বহনকারী পৃষ্ঠের কম্পন পর্যায়ের তথ্য গহ্বরে প্রবেশ করে, তখন বিমগুলি আয়নার মধ্যে একাধিকবার প্রতিফলিত হয়, যার ফলে হস্তক্ষেপের প্রান্তগুলি অত্যন্ত তীক্ষ্ণ হয়। যখন অতিস্বনক-প্রেরিত স্থানচ্যুতি একটি ফেজ স্থানান্তর ঘটায়, তখন অনুরণন অবস্থা সরে যায়, যার ফলে সঞ্চারিত বা প্রতিফলিত আলোর তীব্রতায় নাটকীয় রৈখিক ওঠানামা হয়। প্রচলিত মিশেলসন ইন্টারফেরোমিটারের তুলনায়, ফ্যাব্রি-পেরোট ইন্টারফেরোমিটারগুলি পরিবেশগত যান্ত্রিক কম্পনের প্রতি উচ্চ সহনশীলতা দেখায় এবং বৃহত্তর অপটিক্যাল সংযোজন ধারণ করে, যার ফলে বৃহৎ মহাকাশের উপাদানগুলির রুক্ষ পৃষ্ঠগুলির সাথে কাজ করার সময় আরও ভাল সংবেদনশীলতা দেখা যায়। পাইজোইলেকট্রিক সিরামিকের সাহায্যে গহ্বরের দৈর্ঘ্য নিয়ন্ত্রণ করে, সিস্টেমটি হস্তক্ষেপ বক্ররেখার সবচেয়ে সংবেদনশীল অঞ্চলে অপারেটিং পয়েন্টটিকে লক করতে পারে, দুর্বল শাব্দ কম্পন সংকেতের উচ্চ{18} রৈখিকতা নিষ্কাশন সক্ষম করে৷ অতিরিক্তভাবে, অভিযোজিত হলোগ্রাফিক ইন্টারফেরোমিটারগুলি গতিশীলভাবে হস্তক্ষেপের ধরণগুলি রেকর্ড করতে ফটোরিফ্র্যাক্টিভ স্ফটিক ব্যবহার করে, স্বয়ংক্রিয়ভাবে পরিবেশগত ব্যাঘাত বা জটিল পৃষ্ঠের আকারের কারণে সৃষ্ট ওয়েভফ্রন্ট বিকৃতির জন্য ক্ষতিপূরণ দেয়, কঠোর শিল্প পরিবেশে সিস্টেমের স্থিতিশীলতা উন্নত করে। লেজার স্ক্যাটারিং সনাক্তকরণ প্রযুক্তি স্পেকল ফিল্ড ডিস্ট্রিবিউশনের গতিশীল বিবর্তন বিশ্লেষণ করে কম্পন তথ্য ক্যাপচার করে। যদিও এর নিখুঁত স্থানচ্যুতি রেজোলিউশন খাঁটি ইন্টারফেরোমেট্রিক পদ্ধতির তুলনায় সামান্য নিকৃষ্ট, তবে এটির শক্তিশালী দৃঢ়তা রয়েছে যখন প্রক্রিয়াবিহীন, অত্যন্ত বিক্ষিপ্ত পৃষ্ঠতলগুলি পরিচালনা করা হয়, যা জটিল মহাকাশ পদার্থকে চিহ্নিত করার জন্য একটি পরিপূরক পদ্ধতি হিসাবে পরিবেশন করে (চিত্র 3 এ দেখানো হয়েছে)। হেটেরোডাইন ইন্টারফেরোমিটারগুলি ফ্রিকোয়েন্সি পার্থক্য প্রবর্তন করে, কার্যকরভাবে ডিসি সিগন্যাল ড্রিফ্ট সমস্যাগুলি সমাধান করে এবং গতিশীল পরিবেশে পরিমাপের নির্ভুলতা বৃদ্ধি করে বিট সিগন্যাল তৈরি করে।
04
সারাংশ
লেজার অতিস্বনক পরীক্ষার অপটিক্যাল সনাক্তকরণ নীতি শারীরিক শক্তি রূপান্তর থেকে সংকেত ফেজ demodulation একটি সম্পূর্ণ সিস্টেম প্রতিষ্ঠা করে. তীব্রতা মডুলেশন প্রযুক্তি, এর স্বজ্ঞাত কাঠামো এবং বাস্তব{1}}সময় প্রতিক্রিয়া সহ, উচ্চ-গতি প্রক্রিয়া পর্যবেক্ষণ এবং মাইক্রো-ন্যানো চরিত্রায়নে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। ফেজ মড্যুলেশন প্রযুক্তি, ফেব্রি-পেরোট ইন্টারফেরোমিটার দ্বারা উপস্থাপিত, সুনির্দিষ্ট অপটিক্যাল কোহেরেন্স পদ্ধতির মাধ্যমে সংবেদনশীলতা এবং রেজোলিউশনের ক্ষেত্রে নন-যোগাযোগ সনাক্তকরণের সীমাবদ্ধতাগুলি অতিক্রম করে। এই সম্পূর্ণরূপে নন-যোগাযোগ সনাক্তকরণ মোড শুধুমাত্র জটিল বাঁকা উপাদানগুলির অনলাইন মূল্যায়নের চ্যালেঞ্জগুলিকে মোকাবেলা করে না বরং তাদের সমগ্র জীবনচক্র জুড়ে সামগ্রীর স্বাস্থ্য পর্যবেক্ষণের জন্য গুরুত্বপূর্ণ তাত্ত্বিক সহায়তা এবং প্রযুক্তিগত পথও প্রদান করে।
