समांतरित्र

कण समांतरित्र का उदाहरण

संधानक उपकरण है जो कणों या तरंगों के किरण को संकुचित करता है। संकुचित करने का अर्थ या तो गति की दिशाओं को विशिष्ट दिशा में अधिक संरेखित करने का कारण हो सकता है (अर्थात, एकदिशीकृत प्रकाश या समानांतर किरणें बनाना), या किरणपुंज के स्थानिक अनुप्रस्थ परिच्छेद को छोटा करने के लिए ( किरणपुंज परिसीमित उपकरण) का कारण बनना।

इतिहास

अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी हेनरी कैटर अस्थायी समांतरक के आविष्कारक थे, जिसने व्यावहारिक खगोल विज्ञान के लिए बहुत उपयुक्त सेवा प्रदान की। उन्होंने जनवरी 1825 में अपने आविष्कार की सूचना दी। कैटर ने अपनी रिपोर्ट में कार्ल फ्रेडरिक गॉस और फ्रेडरिक बेसेल द्वारा इस क्षेत्र में किए गए पिछले काम का उल्लेख किया है।

प्रकाशिक समांतरित्र

Main article: एकदिशीकृत प्रकाश

File:Collimator.svg

बल्ब, द्वारक (A), और समतल उत्‍तल लेन्स (L) के साथ प्रकाशिक समांतरित्र का उदाहरण

प्रकाशिकी में, समांतरित्र में घुमावदार दर्पण या लेंस सम्मिलित हो सकते हैं, जिसमें किसी प्रकार का प्रकाश स्रोत और/या उसके केंद्र पर एक छवि हो। इसका उपयोग कम या बिना लंबन के अनंत पर केंद्रित लक्ष्य को दोहराने के लिए किया जा सकता है।

प्रकाश व्यवस्था में, समांतरित्र को सामान्य रूप से ग़ैर-प्रतिबिम्बन प्रकाशिकी के सिद्धांतों का उपयोग करके डिज़ाइन किया जाता है।

अन्य प्रकाशिक उपकरणों को जांचने के लिए प्रकाशिक समांतरित्र का उपयोग किया जा सकता है, यह जांचने के लिए कि क्या सभी तत्वों को प्रकाशिक अक्ष पर संरेखित किया जाता है, ताकि तत्वों को उपयुक्त केंद्र पर निर्धारित करने के लिए, या दो या दो से अधिक उपकरणों जैसे कि दूरबीन या बंदूक की नली और तोपखाना को संरेखित किया जा सके। सर्वेक्षण करने वाले कैमरे को इसके वैश्वासिक चिन्हक को निर्धारित करके सम्‍मिलित किया जा सकता है ताकि वे मुख्य बिंदु को परिभाषित कर सकें, जैसा कि फोटोग्राममिति में होता है।

प्रकाशिक समांतरित्र का उपयोग समांतरित्र दृष्टि में तोपखाना के रूप में भी किया जाता है, जो अनुप्रस्थ तार या इसके केंद्र पर कुछ अन्य रेटिकल (दूरबीन के मुहाने में लगी जाली) के साथ एक साधारण प्रकाशिक समांतरित्र है। दर्शक केवल रेटिकल की छवि देखता है। उन्हें या तो दोनों आँखों को खोलकर और आँख को संधानक दृष्टि से एक आँख खोलकर और सिर को वैकल्पिक रूप से दृष्टि और लक्ष्य को देखने के लिए या एक आँख से आंशिक रूप से समान समय में दृष्टि और लक्ष्य को देखने के लिए उपयोग करना होता है। किरण विभाजक जोड़ने से दर्शकों को परावर्तक दृष्टि बनाने, रेटिकल और दृश्य क्षेत्र को देखने की स्वीकृति मिलती है।

संधानक का उपयोग लेज़र डायोड और कार्बन डाइऑक्साइड CO₂ काटने वाले लेजर के साथ किया जा सकता है। लंबे समय तक सुसंगतता लंबाई के साथ एक लेजर स्रोत के उपयुक्त समतलीकरण को अपरूपण व्यतिकरणमापीय से सत्यापित किया जा सकता है।

एक्स-रे, गामा किरण, और न्यूट्रॉन समांतरित्र

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समांतरित्र परमाणु परीक्षण से गामा किरणों और न्यूट्रॉन को रिकॉर्ड करते थे।

एक्स-रे प्रकाशिकी, गामा किरण प्रकाशिकी, और न्यूट्रॉन विकिरण प्रकाशिकी में, समांतरित्र उपकरण है जो किरणों की धारा को फ़िल्टर करता है ताकि केवल निर्दिष्ट दिशा के समानांतर यात्रा करने वालों को स्वीकृति दी जाए। संधानक का उपयोग एक्स-रे, गामा-किरण, और न्यूट्रॉन इमेजिंग के लिए किया जाता है क्योंकि लेंस का उपयोग करके इस प्रकार के विकिरण को छवि में ध्यान केंद्रित करना मुश्किल है, जैसा कि प्रकाशिक या निकट-प्रकाशिक तरंग दैर्ध्य में विद्युत चुम्बकीय विकिरण के साथ नियमित है। समांतरित्र का उपयोग परमाणु ऊर्जा स्टेशनों में विकिरण डिटेक्टरों में भी किया जाता है ताकि उन्हें प्रत्यक्ष रूप से संवेदनशील बनाया जा सके।

अनुप्रयोग

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कैसे Söller Collimator किरणों की धारा को फ़िल्टर करता है।शीर्ष: समांतरित्र के बिना।निचला: समांतरित्र के साथ।

दाईं ओर का आंकड़ा दिखाता है कि कैसे न्यूट्रॉन और एक्स-रे मशीनों में Söller Collimator का उपयोग किया जाता है।ऊपरी पैनल ऐसी स्थिति दिखाता है जहां कोलीमेटर का उपयोग नहीं किया जाता है, जबकि निचला पैनल समांतरित्र का परिचय देता है।दोनों पैनलों में विकिरण का स्रोत दाईं ओर है, और छवि पैनलों के बाईं ओर ग्रे प्लेट पर दर्ज की जाती है।

समांतरित्र के बिना, सभी दिशाओं से किरणें दर्ज की जाएंगी;उदाहरण के लिए, किरण जो नमूना (आरेख के दाईं ओर) के शीर्ष से गुजर चुकी है, लेकिन नीचे की ओर यात्रा करने के लिए होती है, प्लेट के नीचे दर्ज की जा सकती है।परिणामी छवि इतनी धुंधली और अप्रत्यक्ष होगी कि बेकार हो।

आकृति के निचले पैनल में, समांतरित्र को जोड़ा गया है (नीली सलाखों)।यह आने वाले विकिरण के लिए सीसा या अन्य सामग्री अपारदर्शी की शीट हो सकती है, इसके माध्यम से ऊब चुके कई छोटे छेदों के साथ या न्यूट्रॉन के स्थिति में यह सैंडविच व्यवस्था हो सकती है (जो कि कई फीट लंबी हो सकती है - एंगिन -एक्स देखें)न्यूट्रॉन ट्रांसमिटिंग सामग्री के साथ न्यूट्रॉन अवशोषित सामग्री (जैसे गैडोलीनियम) के बीच बारी -बारी से कई परतें।यह कुछ सरल हो सकता है उदा।वायु।या अगर यांत्रिक शक्ति की आवश्यकता है तो एल्यूमीनियम का उपयोग किया जा सकता है।यदि यह घूर्णन विधानसभा का हिस्सा है, तो सैंडविच घुमावदार हो सकता है।यह कोलाइमेशन के अलावा ऊर्जा चयन की स्वीकृति देता है - समांतरित्र की वक्रता और इसके रोटेशन में केवल ऊर्जा के लिए सीधा रास्ता पेश किया जाएगा।केवल किरणें जो छेद के लगभग समानांतर यात्रा कर रही हैं, वे उनके माध्यम से गुजरेंगी - किसी भी अन्य को प्लेट की सतह या छेद के किनारे से टकराकर अवशोषित किया जाएगा।यह सुनिश्चित करता है कि किरणें प्लेट पर उनके उपयुक्त स्थान पर दर्ज की जाती हैं, स्पष्ट छवि का उत्पादन करती हैं।

गामा विकिरण स्रोतों जैसे कि इरिडियम के आइसोटोप्स का उपयोग करके औद्योगिक रेडियोग्राफी के लिए। इरिडियम -192 या कोबाल्ट -60, समांतरित्र ( किरणपुंज परिसीमित उपकरण) रेडियोग्राफर को फिल्म को उजागर करने और रेडियोग्राफ़ बनाने के लिए विकिरण के संपर्क को नियंत्रित करने की स्वीकृति देता है, सामग्री का निरीक्षण करने के लिए सामग्री का निरीक्षण करने के लिए सामग्री का निरीक्षण करता है।दोष के।इस उदाहरण में समांतरित्र सबसे अधिक टंगस्टन से बना होता है, और इसके अनुसार रेट किया जाता है कि इसमें कितनी आधी मूल्य परतें होती हैं, अर्थात, कितनी बार यह अवांछनीय विकिरण को आधे से कम करता है।उदाहरण के लिए, 4 एचवीएल टंगस्टन समांतरित्र के किनारों पर सबसे पतली दीवारें 13 mm (0.52 in) मोटी उनके माध्यम से गुजरने वाले विकिरण की तीव्रता को 88.5%तक कम करेगी।इन समांतरित्र का आकार उत्सर्जित विकिरण को नमूना और एक्स-रे फिल्म की ओर स्वतंत्र रूप से यात्रा करने की स्वीकृति देता है, जबकि अधिकांश विकिरण को अवरुद्ध करता है जो कि अवांछनीय दिशाओं में उत्सर्जित होता है जैसे कि श्रमिकों की ओर।

सीमाएँ

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न्यूट्रॉन स्ट्रीम, वाशिंगटन साइक्लोट्रोन विश्वविद्यालय के लिए समांतरित्र

यद्यपि समांतरित्र प्रकाशिक संकल्प में सुधार करते हैं, वे आने वाले विकिरण को अवरुद्ध करके तीव्रता (भौतिकी) को भी कम करते हैं, जो रिमोट सेंसिंग उपकरणों के लिए अवांछनीय है जिन्हें उच्च संवेदनशीलता की आवश्यकता होती है।इस कारण से, मंगल ओडिसी पर गामा किरण स्पेक्ट्रोमीटर गैर- एकदिशीकृत इंस्ट्रूमेंट है।अधिकांश लीड समांतरित्र ने 1% से कम घटना फोटॉन के माध्यम से जाने दिया।इलेक्ट्रॉनिक विश्लेषण के साथ संधानक को बदलने का प्रयास किया गया है।

विकिरण चिकित्सा में

रेडियोथेरेपी उपचार के लिए उपयोग किए जाने वाले रैखिक त्वरक में समांतरित्र (किरणपुंज सीमित उपकरण) का उपयोग किया जाता है।वे मशीन से उभरने वाले विकिरण की किरण को आकार देने में मदद करते हैं और किरणपुंज के अधिकतम क्षेत्र के आकार को सीमित कर सकते हैं।

रैखिक त्वरक के उपचार प्रमुख में प्राथमिक और माध्यमिक समांतरित्र दोनों होते हैं।इलेक्ट्रॉन किरणपुंज के ऊर्ध्वाधर अभिविन्यास तक पहुंचने के बाद प्राथमिक समांतरित्र परिनियोजित किया जाता है।फोटॉन का उपयोग करते समय, इसे किरणपुंज के बाद एक्स-रे लक्ष्य से गुजरने के बाद रखा जाता है।द्वितीयक समांतरित्र या तो चपटा फिल्टर (फोटॉन थेरेपी के लिए) या बिखरने वाले पन्नी (इलेक्ट्रॉन थेरेपी के लिए) के बाद परिनियोजित किया जाता है।द्वितीयक समांतरित्र में दो जबड़े होते हैं जिन्हें या तो बढ़ाया जा सकता है या उपचार क्षेत्र के आकार को कम किया जा सकता है।

रेडियोथेरेपी में उपचार के क्षेत्रों को स्थानीय बनाने के लिए किरणपुंज को आकार देने के लिए बहुस्तरीय समांतरित्र (एमएलसी) से जुड़े नए सिस्टम का उपयोग किया जाता है।MLCs में भारी, धातु के समांतरित्र प्लेटों के लगभग 50-120 पत्ते होते हैं जो वांछित क्षेत्र के आकार को बनाने के लिए जगह में स्लाइड करते हैं।

स्थानिक संकल्प की गणना

छेद की लंबाई के साथ समानांतर छेद समांतरित्र के स्थानिक संकल्प को खोजने के लिए, $l$, छेद व्यास $D$ और imaged वस्तु के लिए दूरी $s$, निम्न सूत्र का उपयोग किया जा सकता है

$$R_{\text{collimator}}=D+{\frac {Ds}{l_{\text{effective}}}}$$

जहां प्रभावी लंबाई को परिभाषित किया गया है

$$l_{\text{effective}}=l-{\frac {2}{\mu }}$$

कहाँ $\mu$ उस सामग्री का रैखिक क्षीणन गुणांक है जिसमें से समांतरित्र बनाया जाता है।

यह भी देखें

• शवण
• स्वत:
• टकराया हुआ प्रकाश
• नॉनिमेजिंग प्रकाशिकी
• लाइटिंग में चेहरे की विकृति