फ़ोटोफ़ोन

फोटोफोन दूरसंचार उपकरण है जो प्रकाश की किरण पर भाषण के प्रसारण (दूरसंचार) की अनुमति देता है। यह 19 फरवरी, 1880 को एलेक्ज़ेंडर ग्राहम बेल एवं उनके सहायक चार्ल्स सुमनेर टेन्टर द्वारा संयुक्त रूप से वाशिंगटन, डीसी में 1325 एल स्ट्रीट पर बेल की प्रयोगशाला में आविष्कार किया गया था। दोनों पश्चात में बेल द्वारा निर्मित एवं वित्तपोषित वोल्टा प्रयोगशाला एवं ब्यूरो प्रयोगशाला परियोजनाओं में पूर्ण सहयोगी बन गए थे।

3 जून, 1880 को बेल के सहायक ने फ्रैंकलिन स्कूल (वाशिंगटन, डी.सी.) की छत से लगभग 213 मीटर (लगभग 700 फीट) दूर, बेल की प्रयोगशाला की खिड़की तक एक वायरलेस वॉयस टेलीफोन संदेश प्रसारित किया। बेल का मानना ​​था, कि फोटोफोन उनका सबसे महत्वपूर्ण आविष्कार था। अकेले बेल के नाम पर दिए गए 18 पेटेंट में से एवं 12 उन्होंने स्वयं सहयोगियों के साथ विचार किए थे। चार फोटोफोन के लिए थे, जिसे बेल ने स्वयं की सबसे बड़ी उपलब्धि के रूप में संदर्भित किया, स्वयं की मृत्यु से कुछ समय पूर्व रिपोर्टर को बताया, कि फोटोफोन सबसे बड़ा आविष्कार था।[I] फोटोफोन फाइबर-ऑप्टिक संचार प्रणालियों का अग्रदूत था जिसने 1980 के दशक में सम्पूर्ण देश में लोकप्रिय उपयोग प्राप्त किया। फोटोफोन के लिए मास्टर पेटेंट ( संकेतन एवं संचार के लिए उपकरण, जिसे फोटोफोन कहा जाता है) दिसंबर 1880 में इसके सिद्धांतों के व्यावहारिक अनुप्रयोग होने से कई दशक पूर्व निर्धारित किया गया था।

डिजाइन
फोटोफोन समकालीन टेलीफोन के समान था, अतिरिक्त यह तार रहित संचरण के साधन के रूप में संग्राहक प्रकाश का उपयोग करता था, जबकि टेलीफोन प्रवाहकीय दो-तार सर्किट पर चलने वाली संग्राहक विद्युत पर निर्भर था।

बेल का प्रकाश न्यूनाधिक का अपना विवरण:

"हमने पाया है कि प्रभाव उत्पन्न करने के लिए उपकरण के सबसे सरल रूप में लचीली सामग्री का समतल दर्पण होता है, जिसके पीछे की ओर स्पीकर की आवाज निर्देशित होती है। आवाज की क्रिया के अनुसार दर्पण क्रम से उत्तल और अवतल हो जाता है और इस प्रकार क्रम से प्रकाश को बिखेरता और संघनित करता है।"

प्रकाश की परावर्तित किरण की चमक, जैसा कि गृहीता के स्थान से देखा गया है, इसलिए वायु के दबाव में ध्वनि-आवृत्ति भिन्नताओं के अनुसार भिन्न होती है, ध्वनि तरंगें जो दर्पण पर कार्य करती हैं।

स्वयं प्रारंभिक रूप में, फोटोकॉस्टिक प्रभाव का उपयोग करते हुए, फोटोफोन गृहीता भी गैर-इलेक्ट्रॉनिक था। बेल ने पाया कि कई पदार्थों को सीधे प्रकाश से ध्वनि ट्रांसड्यूसर के रूप में उपयोग किया जा सकता है। लैम्पब्लैक उत्कृष्ट प्रमाणित हुआ। इस प्रकार परीक्षण संकेत के रूप में सूर्य के प्रकाश को पूर्ण रूप से संग्राहक किरण का उपयोग करते हुए, प्रयोगात्मक गृहीता डिजाइन, केवल लैम्पब्लैक के एकत्र को नियोजित करते हुए, स्वर उत्पन्न किया जिसे बेल ने डिवाइस के निकट दबाए गए कान के लिए दर्द के रूप में वर्णित किया था। स्वयं अंतिम इलेक्ट्रॉनिक रूप में, फोटोफोन गृहीता ने साधारण सेलेनियम का उपयोग परवलयिक दर्पण के फोकस (ऑप्टिक्स) पर फोटोडिटेक्टर का उपयोग किया था। सेल का विद्युत प्रतिरोध (लगभग 100 एवं 300 ओम के मध्य) उस पर पड़ने वाले प्रकाश के साथ व्युत्क्रमानुपाती रूप से भिन्न होता है, अर्थात इसका प्रतिरोध कम रोशनी में अधिक होता है, तीव्र रोशनी में कम होता है। सेलेनियम सेल ने कार्बन माइक्रोफोन का स्थान ले लिया था, चर-प्रतिरोध उपकरण भी जो अन्यथा अनिवार्य रूप से साधारण टेलीफोन था, जिसमें एक बैटरी, विद्युत चुम्बकीय ईरफ़ोन एवं चर प्रतिरोध, सभी श्रृंखला में जुड़े हुए थे। सेलेनियम ने परिपथ के माध्यम से प्रवाहित होने वाली धारा को संशोधित किया, एवं वर्तमान को ईयरफोन द्वारा वायु दाब-ध्वनि-की विविधताओं में परिवर्तित कर दिया गया।

अगस्त 1880 में अमेरिकन एसोसिएशन फॉर द एडवांसमेंट ऑफ साइंस के स्वयं के भाषण में, बेल ने 1878 के पतन में लंदन के श्री ए.सी. ब्राउन को प्रकाश द्वारा भाषण प्रसारण के पूर्व प्रदर्शन का श्रेय दिया।

क्योंकि उपकरण विकिरण ऊर्जा का उपयोग करता है, फ्रांसीसी वैज्ञानिक अर्नेस्ट मर्कैडियर ने विचार दिया कि आविष्कार का नाम 'फोटोफोन' नहीं, अन्यथा 'रेडियोफोन' रखा जाना चाहिए, क्योंकि इसके दर्पण अदृश्य अवरक्त  सहित कई बैंडों में सूर्य की उज्ज्वल ऊर्जा को दर्शाते हैं। बेल ने कुछ समय के लिए इस नाम का प्रयोग किया था किन्तु इसे पश्चात के आविष्कार  रेडियो-टेलीफोन  के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए जो रेडियो तरंग का उपयोग करता था।

प्रथम सफल तार रहित आवाज संचार
25 अप्रैल 1878 को नेचर में प्रकाशित रॉबर्ट सबाइन के पेपर में, सेलेनियम की नई शोध की गई संपत्ति के बारे में पढ़ा, जब प्रकाश द्वारा कार्य किया जाता है,तो एक चर प्रतिरोध होता है। परिपथ में बैटरी से जुड़े सेलेनियम पर अभिनय प्रकाश के प्रभाव को देखने के लिए मीटर का उपयोग किया। चूंकि बेल ने तर्क दिया कि उसी परिपथ में टेलीफोन गृहीता जोड़ने से वह सुन पाएगा जो सबाइन केवल देख सकता है। बेल के पूर्व सहयोगी के रूप में, थॉमस ए. वाटसन, बोस्टन, मैसाचुसेट्स में नवजात बेल टेलीफोन कंपनी के निर्माण के अधीक्षक के रूप में पूर्ण रूप से अधिकार कर लिया गया था, बेल ने चार्ल्स सुमनेर टैन्टर को कार्य पर रखा था, जो उपकरण निर्माता थे, जिन्हें पूर्व शुक्र के पारगमन के लिए नियुक्त किया गया था। 1874 यू.एस. 1874 ट्रांजिट ऑफ वीनस कमीशन, अपनी नई वोल्टा प्रयोगशाला एवं वाशिंगटन में ब्यूरो 'एल' स्ट्रीट प्रयोगशाला के लिए, $15 प्रति सप्ताह की दर से, 19 फरवरी, 1880 को, जोड़ी ने अपनी नई प्रयोगशाला में डायफ्राम में धातु के झंझरी के समूह को जोड़कर कार्यात्मक फोटोफोन बनाने में सफलता प्राप्त की थी, जिसमें बोलने वाली आवाज़ों के जवाब में झंझरी आंदोलन से प्रकाश की किरण बाधित हो रही थी। जब संग्राहक प्रकाश पुंज उनके सेलेनियम गृहीता बेल पर गिरा, उसके हेडफ़ोन पर, टैन्टर को औल्ड लैंग सिने गाते हुए स्पष्ट रूप से सुनने में सक्षम था।

1 अप्रैल, 1880 में, वाशिंगटन, डी.सी., प्रयोग, बेल और टैन्टर ने प्रयोगशाला की पूर्व खिड़की एवं गली के साथ लगभग 79 मीटर (259 फीट) की दूरी निर्धारित की थी। तत्पश्चात कुछ महीने पश्चात 21 जून को वे लगभग 213 मीटर (लगभग 700 फीट) की दूरी पर स्पष्ट रूप से संचार करने में सफल रहे, उनके प्रकाश स्रोत के रूप में साधारण सूर्य के प्रकाश का उपयोग करते हुए, व्यावहारिक विद्युत प्रकाश व्यवस्था को अभी-अभी एडिसन द्वारा यू.एस. में प्रस्तुत किया गया था। थॉमस एडीसन द्वारा यू.एस. स्वयं पश्चात के प्रयोगों में ट्रांसमीटर ने बोलने वाली ट्यूब के अंत में स्थित अधिक पतले दर्पण की सतह से सूर्य के प्रकाश को परावर्तित किया था, जैसे ही शब्द बोले गए थे, वे दर्पण को उत्तल एवं अवतल के मध्य दोलन करने का कारण बनते हैं, इसकी सतह से गृहीता तक परावर्तित प्रकाश की मात्रा को परिवर्तित करते हैं। फ्रैंकलिन स्कूल (वाशिंगटन, डी.सी.) की छत पर रहने वाले टैन्टर ने बेल से वार्तालाप किया, जो स्वयं की प्रयोगशाला में सुन रहा था एवं जिसने खिड़की से जोर से स्वयं की टोपी लहराते हुए टैन्टर को वापस जाने का संकेत दिया, जैसा कि अनुरोध किया गया था।

गृहीता परवलयिक परावर्तक था, जिसके फोकल बिंदु पर सेलेनियम कोशिकाएं थीं। फ्रेंकलिन स्कूल की छत से 1325 'एल' स्ट्रीट पर बेल की प्रयोगशाला तक संचालित, यह दुनिया का प्रथम औपचारिक वायरलेस टेलीफोन संचार था (उनकी प्रयोगशाला से दूर), इस प्रकार फोटोफोन को दुनिया का सबसे प्राचीन ज्ञात वॉयस वायरलेस टेलीफोन (बहुविकल्पी) प्रणाली बना दिया, पूर्व बोले गए रेडियो तरंग प्रसारण से कम से कम 19 वर्ष आगे ग्राफोफोन के विकास के लिए आगे बढ़ने के लिए बेल एवं टैन्टर ने स्वयं शोध को समाप्त करने से पूर्व, उन्होंने ऑप्टिकल टेलीफोनी के लिए प्रकाश पुंजों को मॉडुलेट एवं डिमॉड्यूलेट करने के कुछ 50 भिन्न-भिन्न प्रविधियों को प्रस्तुत किया था।

रिसेप्शन एवं गोद लेने
टेलीफोन स्वयं आप में अभी भी एक नवीनता थी, एवं रेडियो व्यावसायीकरण से दशकों दूर था। फोटोफ़ोन के संचार के भविष्यवादी रूप के प्रति सामाजिक प्रतिरोध को अगस्त 1880 के न्यूयॉर्क टाइम्स की टिप्पणी में देखा जा सकता है:

"The ordinary man ... will find a little difficulty in comprehending how sunbeams are to be used. Does Prof. Bell intend to connect Boston and Cambridge ... with a line of sunbeams hung on telegraph posts, and, if so, what diameter are the sunbeams to be ....[and] will it be necessary to insulate them against the weather ... until (the public) sees a man going through the streets with a coil of No. 12 sunbeams on his shoulder, and suspending them from pole to pole, there will be a general feeling that there is something about Professor Bell's photophone which places a tremendous strain on human credulity."

चूंकि, फरवरी 1880 की सफलता के समय, बेल को इस उपलब्धि पर अधिक गर्व था, इस हद तक कि वह अपनी दूसरी बेटी का नाम फोटोफ़ोन रखना चाहते थे, जिसे उनकी पत्नी मेबेल गार्डिनर हबर्ड (उन्होंने इसके बजाय डेज़ी के साथ मैरियन को चुना) द्वारा हतोत्साहित किया गया था। उनके उपनाम के रूप में)। उन्होंने कुछ उत्साह से लिखा: <रेफरी नाम = कार्सन 2007, पृष्ठ। 76–78 />

"I have heard articulate speech by sunlight! I have heard a ray of the sun laugh and cough and sing! ...I have been able to hear a shadow and I have even perceived by ear the passage of a cloud across the sun's disk. You are the grandfather of the Photophone and I want to share my delight at my success."

बेल ने मई 1880 में फोटोफोन के बौद्धिक संपदा अधिकारों को बेल टेलीफोन कंपनी को हस्तांतरित कर दिया। जबकि बेल को उम्मीद थी कि उसका नया फोटोफोन समुद्र में जहाजों द्वारा उपयोग किया जा सकता है एवं टेलीफोन लाइनों की अधिकता को भी विस्थापित कर सकता है जो व्यस्त शहर के बुलेवार्ड्स के साथ खिल रहे थे, उनका डिजाइन बारिश (मौसम विज्ञान) जैसे पश्चातलों, कोहरे, बारिश, बर्फ एवं इस तरह के प्रसारण से बचाने में विफल रहा, जो प्रकाश के संचरण को आसानी से बाधित कर सकता था। मौसम एवं प्रकाश की कमी जैसे कारकों ने बेल के आविष्कार के उपयोग को बाधित किया। इसके आविष्कार के कुछ ही समय पश्चात बेल सिस्टम के भीतर प्रयोगशालाओं ने इस उम्मीद में फोटोफोन में सुधार करना निर्धारित रखा कि यह महंगे पारंपरिक टेलीफोन लाइनों को पूरक या बदल सकता है। प्रथम विश्व युद्ध एवं द्वितीय के दौरान सैन्य संचार प्रणालियों के साथ इसका शुरुआती गैर-प्रायोगिक उपयोग आया, इसका प्रमुख लाभ यह था कि इसके प्रकाश-आधारित प्रसारण को दुश्मन द्वारा बाधित नहीं किया जा सकता था।

बेल ने कृत्रिम प्रकाश स्रोतों, सितारों एवं झाई  के स्पेक्ट्रोस्कोपी में फोटोफ़ोन के संभावित वैज्ञानिक उपयोग पर विचार किया। उन्होंने पश्चात में इसके संभावित भविष्य के अनुप्रयोगों पर भी अनुमान लगाया, हालांकि उन्होंने  लेज़र  या फाइबर-ऑप्टिक संचार | फाइबर-ऑप्टिक दूरसंचार का अनुमान नहीं लगाया:

"Can Imagination picture what the future of this invention is to be!.... We may talk by light to any visible distance without any conduction wire.... In general science, discoveries will be make by the Photophone that are undreamed of just now."

आगे का विकास
हालांकि बेल टेलीफोन के शोधकर्ताओं ने बेल एवं टैन्टर के डिजाइन पर कई मामूली वृद्धिशील सुधार किए, गुग्लिल्मो मार्कोनी#रेडियो कार्य | मारकोनी के रेडियो प्रसारण ने 1897 की शुरुआत में ही फोटोफोन की अधिकतम सीमा को पार करना शुरू कर दिया था। एवं 20वीं शताब्दी के मोड़ पर जर्मन-ऑस्ट्रियाई प्रयोग शुरू होने तक फोटोफ़ोन का एवं विकास काफी हद तक रुक गया था।

जर्मन भौतिक विज्ञानी अर्नेस्ट ग्लोमर का मानना ​​था कि प्रोफेसर एच. टी. साइमन की बोलने वाली चाप की बेहतर प्राप्त करने की क्षमताओं के साथ संयुक्त रूप से उनकी उन्नत सेलेनियम कोशिकाओं की बढ़ी हुई संवेदनशीलता, लंबी संकेतन दूरी पर फोटोफोन को व्यावहारिक बना देगी। रुहमर ने 1901 से 1902 तक हैवेल्स के साथ-साथ वन्नसी झील पर प्रायोगिक प्रसारण की एक श्रृंखला को अंजाम दिया। उन्होंने 15 किलोमीटर (9 मील) की अच्छी परिस्थितियों में दूरी भेजने की सूचना दी, दिन एवं रात में समान सफलता के साथ। उन्होंने जर्मन नौसेना के साथ मिलकर 1904 तक बर्लिन के आसपास स्वयं प्रयोग निर्धारित रखे, जिसने प्रसारण में उपयोग के लिए उच्च-शक्ति वाली सर्चलाइट की आपूर्ति की। जर्मन सीमेंस एवं हल्स्के|सीमेंस एंड हल्स्के कंपनी ने वर्तमान-संग्राहक कार्बन आर्क लैंप का उपयोग करके फोटोफोन की रेंज को बढ़ाया जो लगभग एक उपयोगी रेंज प्रदान करता है 8 km. उन्होंने जर्मन नौसेना के लिए व्यावसायिक रूप से इकाइयों का उत्पादन किया, जिन्हें 11 km वॉयस-मॉड्युलेटेड शिप खोज-दीप ्स का उपयोग करना।

WWI के दौरान ब्रिटिश एडमिरल्टी अनुसंधान के परिणामस्वरूप 1916 में एक वाइब्रेटिंग मिरर मॉड्यूलेटर का विकास हुआ। अधिक संवेदनशील मोलिब्डेनाईट गृहीता कोशिकाएं, जिनमें इन्फ्रा-रेड विकिरण के प्रति भी अधिक संवेदनशीलता थी, ने 1917 में पुराने सेलेनियम कोशिकाओं को बदल दिया। संयुक्त राज्य अमेरिका एवं जर्मन सरकारों ने बेल की प्रणाली में तकनीकी सुधारों पर भी कार्यकिया। 1935 तक जर्मन कार्ल जीस एजी  ने जर्मन सेना (वेहरमाचट) की टैंक बटालियनों के लिए इन्फ्रा-रेड फोटोफोन का उत्पादन शुरू कर दिया था, जिसमें इन्फ्रा-रेड फिल्टर के साथ टंगस्टन लैंप का उपयोग किया गया था, जो दर्पण या प्रिज्म को हिलाकर संशोधित किया गया था। इनमें उन गृहीता्स का भी उपयोग किया गया जो सीसा सल्फाइड डिटेक्टर सेल एवं एम्पलीफायरों को नियोजित करते हैं, जिससे उनकी सीमा बढ़ जाती है 14 km इष्टतम परिस्थितियों में। जापानी एवं इतालवी सेनाओं ने भी 1945 से पूर्व लाइटवेव दूरसंचार के समान विकास का प्रयास किया था।

संयुक्त राज्य अमेरिका सहित कई सैन्य प्रयोगशालाओं ने 1950 के दशक में फोटोफ़ोन पर अनुसंधान एवं विकास के प्रयासों को निर्धारित रखा, जिसमें 500 एवं 2,000 वाट शक्ति के मध्य उच्च दबाव वाष्प एवं पारा चाप लैंप का प्रयोग किया गया।

स्मरणोत्सव
3 मार्च, 1947 को, अलेक्जेंडर ग्राहम बेल के जन्म की शताब्दी, पायनियर्स, एक स्वयंसेवी नेटवर्क ने फ्रैंकलिन स्कूल (वाशिंगटन, डी.सी.) इमारतों में से एक के किनारे एक ऐतिहासिक मार्कर समर्पित किया, जिसे बेल एवं चार्ल्स सुमनेर टेन्टर ने उपयोग किया था। उनका प्रथम औपचारिक परीक्षण जिसमें काफी दूरी शामिल थी। टैन्टर मूल रूप से स्कूल की इमारत की छत पर खड़ा था एवं अपनी प्रयोगशाला की खिड़की पर बेल को प्रेषित किया गया था। मार्कर ने टैन्टर के वैज्ञानिक एवं इंजीनियरिंग योगदानों को स्वीकार नहीं किया।

19 फरवरी, 1980 को, बेल एवं टैन्टर के अपनी प्रयोगशाला में पूर्व फोटोफोन प्रसारण के ठीक 100 साल पश्चात, स्मिथसोनियन इंस्टीट्यूशन, नेशनल ज्योग्राफिक सोसायटी एवं एटी एंड टी की बेल लैब्स के कर्मचारी बेल के पूर्व 1325 'एल' स्ट्रीट वोल्टा के स्थान पर एकत्रित हुए। घटना के स्मरणोत्सव के लिए वाशिंगटन, डीसी में प्रयोगशाला एवं ब्यूरो।

फोटोफोन शताब्दी समारोह का प्रस्ताव सबसे पूर्व इलेक्ट्रॉनिक्स शोधकर्ता एवं लेखक फॉरेस्ट मिम्स | फॉरेस्ट एम. मिम्स द्वारा प्रस्तावित किया गया था, जिन्होंने इसका सुझाव आविष्कारक के पोते डॉ. मेलविल बेल ग्रोसवेनर को नेशनल ज्योग्राफिक सोसाइटी में उनके कार्यालय की यात्रा के दौरान दिया था। ऐतिहासिक समूह ने पश्चात में मिम्स के हाथ से बने प्रदर्शन फोटोफोन का उपयोग करके फोटोफोन के पूर्व सफल प्रयोगशाला प्रसारण के शताब्दी वर्ष का अवलोकन किया, जो बेल एवं टैन्टर के मॉडल के समान कार्य करता था।

Mims ने आधुनिक हैंड-हेल्ड बैटरी चालित फाइबर-ऑप्टिक संचार #ट्रांसमीटर से जुड़े आधुनिक जोड़े का निर्माण एवं प्रदान किया 100 yd प्रकाशित तंतु । बेल लैब्स के रिचर्ड गुंडलाच एवं स्मिथसोनियन के इलियट सिवोविच ने फोटोफ़ोन के आधुनिक समय के वंशजों में से एक को प्रदर्शित करने के लिए स्मरणोत्सव में डिवाइस का उपयोग किया। नेशनल ज्योग्राफिक सोसाइटी ने स्वयं एक्सप्लोरर हॉल में एक विशेष शैक्षिक प्रदर्शनी भी लगाई, जिसमें स्मिथसोनियन इंस्टीट्यूशन से उधार ली गई मूल वस्तुओं के साथ फोटोफोन के आविष्कार पर प्रकाश डाला गया।

यह भी देखें

 * परमाणु रेखा फ़िल्टर
 * फ्री-स्पेस ऑप्टिकल संचार
 * दूरसंचार का इतिहास
 * लेजर माइक्रोफोन
 * मी बिखरना
 * रेट्रो-परावर्तक को संशोधित करना
 * ऑप्टिकल ध्वनि
 * ऑप्टिकल विंडो
 * फोटो ध्वनिक प्रभाव
 * रेडियो खिड़की
 * रेले स्कैटरिंग
 * सेमाफोर लाइन
 * दृश्य प्रकाश संचार
 * वोल्टा प्रयोगशाला और ब्यूरो

संदर्भ
 Footnotes 

 Citations 

 Bibliography 


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अग्रिम पठन

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 * White, R.H. "Photophone". Harmsworth's Wireless Encyclopaedia, Vol. 3, pp. 1541–1544.
 * Weinhold, A. "Herstellung von Selenwiderstanden fur Photophonzwecke". E.T.Z., Vol. 1, 1880, p. 423.

बाहरी संबंध

 * Bell's speech before the American Association for the Advancement of Science in Boston on August 27, 1880, in which he presented his paper "On the Production and Reproduction of Sound by Light: the Photophone".
 * Long-distance Atmospheric Optical Communications, by Chris Long and Mike Groth (VK7MJ)
 * Téléphone et photophone: les contributions indirectes de Graham Bell à l'idée de la vision à distance par l'électricité