বীম এক্সপেন্ডার বা রিডুসারের ডিজাইন সবসময় প্রয়োগের জন্য গুরুত্বপূর্ণ নয়, তবে পছন্দটি কেপলারিয়ান ডিভাইসের সহজ সারিবদ্ধকরণ এবং আরও স্বজ্ঞাত নকশা এবং গ্যালিলিয়ান ডিভাইসের কম্প্যাক্ট মাত্রার মতো কারণগুলির দ্বারা প্রভাবিত হতে পারে। উপরন্তু, একটি কেপলারিয়ান ডিভাইস তার দুটি লেন্সের মধ্যে আলো ফোকাস করে এবং তারপর একটি উল্টানো মরীচি আউটপুট করে। একটি গ্যালিলিয়ান যন্ত্র রশ্মির অভিযোজন বজায় রাখে এবং আউটপুট রশ্মিতে গোলাকার বিকৃতির পরিমাণ কমাতে লেন্স নির্বাচন করার বিকল্প প্রদান করে।
রশ্মি সম্প্রসারণকারী এবং রিডুসারগুলি সাধারণত ডাইভারিং বিমের পরিবর্তে শুধুমাত্র কলিমেটেড বিমের সাথে ব্যবহার করা হয় এবং এই ডিজাইনগুলি কেপলারিয়ান এবং গ্যালিলিয়ান টেলিস্কোপ থেকে তাদের অনুপ্রেরণা গ্রহণ করে। উভয় ক্ষেত্রে প্রদত্ত বিবর্ধন ইনপুট লেন্সের ফোকাল দৈর্ঘ্য দ্বারা বিভক্ত আউটপুট লেন্সের ফোকাল দৈর্ঘ্যের সমান।
কেপলারিয়ান ডিজাইনের বৈশিষ্ট্য
সহজতম কেপলারিয়ান ডিজাইনে, দুটি ধনাত্মক লেন্স তাদের ফোকাল দৈর্ঘ্যের সমষ্টির সমান দূরত্ব দ্বারা পৃথক করা হয়। কেপলারিয়ান টেলিস্কোপের উপর ভিত্তি করে একটি নকশা কখনই দুটি লেন্সের ফোকাল দৈর্ঘ্যের যোগফলের চেয়ে ছোট হবে না এবং আউটপুট রশ্মিটি ইনপুট বিমের ক্ষেত্রে উল্টানো হয়।
মরীচি দুটি লেন্সের মধ্যে ফোকাসে আসে। এটি স্থানিকভাবে মরীচি ফিল্টার করার সুযোগ দেয়। উদাহরণস্বরূপ, মরীচির গুণমান উন্নত করতে একটি পিনহোল ফিল্টার বিমের ফোকাল পয়েন্টে স্থাপন করা যেতে পারে। ফোকাস থেকে দূরে, আউটপুট লেন্সের কাছে যাওয়ার সাথে সাথে মরীচির ব্যাস প্রসারিত হয়। আউটপুট লেন্স দ্বারা প্রদত্ত কলিমেটেড বিমের ব্যাস বাড়ানোর জন্য, আউটপুট লেন্সটিকে ফোকাস থেকে আরও দূরে সরানো প্রয়োজন। যেহেতু ফোকাস এবং আউটপুট লেন্সের মধ্যে দূরত্ব ফোকাল দৈর্ঘ্যের সমান, এর জন্য একটি দীর্ঘ ফোকাল দৈর্ঘ্য সহ একটি লেন্স ব্যবহার করা প্রয়োজন।
কেপলারিয়ান ডিজাইন সাধারণত উচ্চ-শক্তির বিমের জন্য পছন্দ করা হয় না, যেমন উচ্চ-শক্তি স্পন্দিত লেজার রশ্মিগুলি কিছু কাটিং এবং অন্যান্য উত্পাদন অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহৃত হয়। ন্যানোসেকেন্ড স্থায়িত্ব এবং প্রায় ~1 মেগাওয়াট বা তার বেশি অপটিক্যাল শক্তি সহ ফোকাস করা ডাল, উদাহরণস্বরূপ, বায়ুকে আয়নিত করতে পারে এবং একটি স্পার্ক তৈরি করতে পারে, যা অবাঞ্ছিতভাবে নাড়ির শক্তি হ্রাস করে এবং বিমের গুণমানকে নেতিবাচকভাবে প্রভাবিত করতে পারে।
গ্যালিলিয়ান ডিজাইনের বৈশিষ্ট্য
একটি মৌলিক গ্যালিলিয়ান টেলিস্কোপে দুটি লেন্সও রয়েছে, তবে একটি নেতিবাচক এবং অন্যটি ইতিবাচক। লেন্সগুলি এমনভাবে স্থাপন করা হয় যাতে তাদের মধ্যকার দূরত্ব তাদের ফোকাল দৈর্ঘ্যের পার্থক্যের সমান হয়, যার ফলে কেপলারিয়ান পদ্ধতির চেয়ে আরও কমপ্যাক্ট ডিজাইন হয়।
বীম এক্সপেন্ডার বা রিডিউসার দ্বারা প্ররোচিত গোলাকার বিকৃতি কমাতেও গ্যালিলিয়ান পদ্ধতি ব্যবহার করা যেতে পারে। সমস্ত গোলাকার লেন্সগুলি গোলাকার বিকৃতির পরিচয় দেয় এবং একটি ফলাফল হল অপটিক্যাল অক্ষ বরাবর মরীচি ফোকাসের বিস্তার। একটি ধনাত্মক গোলাকার লেন্সের ক্ষেত্রে, সমান্তরাল রশ্মি লেন্সের বাইরের পরিধির ফোকাসের কাছাকাছি অপটিক্যাল অক্ষের একটি বিন্দুতে লেন্সের কেন্দ্রের কাছাকাছি সমান্তরাল রশ্মির ঘটনার তুলনায়। যেহেতু একটি নেতিবাচক গোলাকার লেন্সের বিপরীত প্রভাব রয়েছে, তাই গ্যালিলিয়ান ডিজাইনের নেতিবাচক লেন্সটি পজিটিভ লেন্স দ্বারা প্রবর্তিত কিছু গোলাকার বিকৃতি বাতিল করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।
যখন যন্ত্রটি একটি রশ্মি সম্প্রসারণকারী হিসাবে ব্যবহার করা হয়, তখন ছোট-ব্যাসের মরীচিটি নেতিবাচক লেন্সের ঘটনা। নেতিবাচক লেন্স দ্বারা প্রদত্ত ডাইভারজিং বিম দুটি লেন্সের মধ্যে ফোকাস করার পরিবর্তে পজিটিভ লেন্সের কাছে যাওয়ার সাথে সাথে ব্যাস বৃদ্ধি পায়। এই অপসারিত রশ্মিটিকে একটি ভার্চুয়াল ফোকাস হিসাবে বর্ণনা করা যেতে পারে, যা নেতিবাচক লেন্সের বিপরীত দিকে অবস্থিত, যেমন চিত্র 2-এ দেখানো হয়েছে। যেহেতু পজিটিভ লেন্সটি একটি ফোকাল দৈর্ঘ্য (f2) এই ভার্চুয়াল ফোকাস থেকে দূরে, পজিটিভ লেন্স একটি কোলিমেটেড বিম বের করে যা ইনপুট রশ্মির সাথে তুলনা করলে উল্টানো হয় না। রশ্মি যদি ঘূর্ণায়মানভাবে প্রতিসম না হয়, তবে রশ্মির আউটপুট অভিযোজন প্রয়োগের জন্য গুরুত্বপূর্ণ হতে পারে।
সম্প্রসারণ অনুপাত
রশ্মি সম্প্রসারণকারী এবং হ্রাসকারীগুলিকে কোলিমেটেড বিমগুলি গ্রহণ এবং প্রদান করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। যদিও রশ্মিগুলি সংমিশ্রিত হয়, তবে বিবর্তনের প্রভাবের কারণে প্রচারের সাথে সাথে তাদের ব্যাস পরিবর্তিত হয়। আদর্শভাবে, ইনপুট বিম কোমরটি ইনপুট লেন্স থেকে এক ফোকাল দৈর্ঘ্যের দূরে অবস্থিত যেমন চিত্র 1 এবং 2 এ দেখানো হয়েছে। আউটপুট বিমের কোমরটি আউটপুট লেন্স থেকে এক ফোকাল দৈর্ঘ্য দূরে থাকে। যদি ইনপুট বিমের কোমরটি ইনপুট লেন্স থেকে এক ফোকাল দৈর্ঘ্য না হয়, তাহলে আউটপুট বিমের কোমরের অবস্থান, আউটপুট বিমের কোমরের ব্যাস এবং/অথবা আউটপুট বিমের বিচ্যুতি আনুমানিক মানের সাথে নাও মিলতে পারে।
উভয় মরীচির কোমরের ব্যাস (2Wo) এবং অপসারণ কোণ (θ) মরীচি প্রসারক এবং হ্রাসকারী দ্বারা প্রভাবিত হয়। এই দুটি রশ্মি পরামিতির পরিবর্তন ডিভাইসের রশ্মি সম্প্রসারণ অনুপাত ব্যবহার করে অনুমান করা যেতে পারে (m) আউটপুট মরীচি কোমর ব্যাস মরীচি সম্প্রসারণ অনুপাত এবং ইনপুট মরীচি ব্যাস গুণ করে গণনা করা হয়। আউটপুট বিমের অপসারণ কোণটি ইনপুট বিমের অপসারণ কোণকে বিমের প্রসারণ অনুপাত দ্বারা ভাগ করে গণনা করা হয়।
যখন ডিভাইসটিতে দুটি লেন্স থাকে, তখন কেপলারিয়ান এবং গ্যালিলিয়ান উভয় ডিজাইনের জন্যই রশ্মির প্রসারণ অনুপাত গণনা করার সূত্রটি একই। রশ্মি সম্প্রসারণ অনুপাত আউটপুট লেন্সের ফোকাল দৈর্ঘ্য ইনপুট লেন্সের ফোকাল দৈর্ঘ্য দ্বারা ভাগ করে সমান।