प्रकाशिक विपथन
विपथन आदर्श परअक्षीय प्रतिबिंबन से एक वास्तविक प्रकाशिक प्रणाली का विचलन है, जो अक्ष से दूर या गैर-परअक्षीय किरणों के लिए छवि को धुंधला या विकृत करता है।
Definition
छवि निर्माण में अपूर्णताएं जिनके द्वारा एक प्रकाशिक प्रणाली प्रत्येक वस्तु बिंदु को एक एकल तीक्ष्ण छवि बिंदु पर मैप करने में विफल रहती है, जिसे गैर-परअक्षीय किरणों की ज्यामिति से एकवर्णी विपथन और अपवर्तक सूचकांक की तरंग दैर्ध्य निर्भरता से वर्णिक विपथन के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।
Scope
यह विषय पूर्ण छवि निर्माण से व्यवस्थित विचलनों को शामिल करता है जो तब उत्पन्न होते हैं जब परअक्षीय सन्निकटन टूट जाता है या जब विभिन्न तरंग दैर्ध्य का प्रकाश शामिल होता है। इसमें गोलाकार विपथन, कोमा, दृष्टिवैषम्य, क्षेत्र वक्रता और विरूपण के पांच प्राथमिक (सीडेल) एकवर्णी विपथन, साथ ही फैलाव से उत्पन्न होने वाला वर्णिक विपथन शामिल है। यह विपथनों के तरंग-अग्र विवरण, एपर्चर और क्षेत्र पर उनकी निर्भरता, और लेंस डिजाइन में उन्हें संतुलित या ठीक करने के लिए उपयोग की जाने वाली रणनीतियों पर चर्चा करता है।
Core questions
- वास्तविक लेंस ऑफ-एक्सिस या वाइड-एपर्चर वस्तु बिंदुओं की सही छवियां बनाने में क्यों विफल होते हैं?
- प्राथमिक विपथन के विशिष्ट प्रकार क्या हैं और प्रत्येक छवि को कैसे विकृत करता है?
- फैलाव से वर्णिक विपथन कैसे उत्पन्न होता है और इसे कैसे ठीक किया जाता है?
- एक बहु-तत्व डिजाइन विपथनों को एक दूसरे के खिलाफ कैसे संतुलित कर सकता है?
Key concepts
- गोलाकार विपथन
- कोमा
- दृष्टिवैषम्य
- क्षेत्र वक्रता
- विरूपण
- वर्णिक विपथन
- तरंग-अग्र त्रुटि
- एब्बे संख्या
Key theories
- सीडेल (तीसरे-क्रम) विपथन सिद्धांत
- एपर्चर और क्षेत्र कोण में तीसरे क्रम तक तरंग-अग्र त्रुटि का विस्तार करने पर पांच प्राथमिक एकवर्णी विपथन, गोलाकार विपथन, कोमा, दृष्टिवैषम्य, क्षेत्र वक्रता और विरूपण प्राप्त होते हैं, प्रत्येक की एपर्चर और क्षेत्र पर एक विशिष्ट निर्भरता होती है।
- वर्णिक विपथन और अक्रोमेटाइजेशन
- क्योंकि अपवर्तक सूचकांक तरंग दैर्ध्य के साथ बदलता रहता है, फोकल लंबाई रंग पर निर्भर करती है; एक अक्रोमैटिक डबलेट में पूरक फैलाव के लेंसों को मिलाकर दो या अधिक तरंग दैर्ध्य को एक सामान्य फोकस पर लाता है।
Clinical relevance
मानव आँख के विपथन, दोनों निम्न-क्रम अपवर्तक त्रुटियां और उच्च-क्रम विपथन, तरंग-अग्र एबरोमेट्री द्वारा मापे जाते हैं और चश्मे, कस्टम कॉन्टैक्ट लेंस, या अपवर्तक सर्जरी से ठीक किए जाते हैं; विपथनों को नियंत्रित करना उच्च-रिज़ॉल्यूशन माइक्रोस्कोप और खगोलीय उपकरणों के लिए भी आवश्यक है।
History
सीडेल ने 1856 में पांच प्राथमिक विपथनों के तीसरे-क्रम के सिद्धांत को प्रकाशित किया, जिससे लेंस डिजाइनरों को एक व्यवस्थित शब्दावली मिली। इससे पहले, फ्राउनहोफर और अन्य ने वर्णिक विपथन को नियंत्रित करने के लिए अक्रोमैटिक डबलेट विकसित किए थे, और एब्बे ने बाद में माइक्रोस्कोप ऑप्टिक्स के निर्माण में लेंस डिजाइन को एक मजबूत सैद्धांतिक और मेट्रोलॉजिकल आधार पर रखा।
Key figures
- Ludwig von Seidel
- Ernst Abbe
- Joseph von Fraunhofer
Related topics
Seminal works
- bornwolf1999
- smith2007
Frequently asked questions
- गोलाकार और वर्णिक विपथन में क्या अंतर है?
- गोलाकार विपथन एक एकवर्णी दोष है जिसमें एक गोलाकार सतह के विभिन्न क्षेत्रों से गुजरने वाली किरणें विभिन्न दूरियों पर केंद्रित होती हैं, जबकि वर्णिक विपथन इसलिए उत्पन्न होता है क्योंकि प्रकाश की विभिन्न तरंग दैर्ध्य विभिन्न मात्राओं से अपवर्तित होती हैं और इसलिए विभिन्न बिंदुओं पर केंद्रित होती हैं।
- क्या विपथनों को पूरी तरह से समाप्त किया जा सकता है?
- कोई भी एकल लेंस सभी विपथनों से मुक्त नहीं होता है, लेकिन तत्व आकृतियों, सामग्रियों और अंतरालों का सावधानीपूर्वक चयन, और एस्फेरिक सतहों का उपयोग, अवशिष्ट विपथनों को किसी दिए गए अनुप्रयोग के लिए नगण्य स्तर तक कम कर सकता है।