ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമതയും ഉയർന്ന കൃത്യതയുമുള്ള 3D ലൈറ്റ് ഷേപ്പിംഗ് ഉപകരണത്തിനായി ശാസ്ത്രജ്ഞർ ഒരു പുതിയ രീതി വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്.

ഒപ്റ്റിക്കൽ കമ്പ്യൂട്ടിംഗ്, ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് ഫോട്ടോണിക്സ്, ഡിജിറ്റൽ ഹോളോഗ്രാഫി തുടങ്ങിയ ആധുനിക സാങ്കേതികവിദ്യകൾക്കെല്ലാം ത്രിമാന സ്ഥലത്ത് പ്രകാശ സിഗ്നലുകളുടെ വഴക്കമുള്ള കൃത്രിമത്വം ആവശ്യമാണ്. ഈ പ്രക്രിയയിൽ, ആവശ്യമുള്ള ആപ്ലിക്കേഷന് അനുസൃതമായി പ്രകാശപ്രവാഹം രൂപപ്പെടുത്തുകയും നയിക്കുകയും ചെയ്യുന്നത് നിർണായകമാണ്.

ഒരു മാധ്യമത്തിനുള്ളിലെ പ്രകാശപ്രവാഹം അതിന്റെ അപവർത്തന സൂചികയാൽ നിയന്ത്രിക്കപ്പെടുന്നതിനാൽ, മാധ്യമത്തിനുള്ളിലെ ഒപ്റ്റിക്കൽ പാതകളെ നിയന്ത്രിക്കുന്നതിന് അപവർത്തന സൂചികയുടെ പ്രത്യേക കൃത്രിമത്വം ആവശ്യമാണ്. ഇത് നേടുന്നതിന്, ശാസ്ത്രജ്ഞർ "അപീരിയോഡിക് ഫോട്ടോണിക് വോളിയം എലമെന്റുകൾ" (APVE-കൾ) വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്, അവ പ്രകാശപ്രവാഹത്തെ നിയന്ത്രിത രീതിയിൽ നയിക്കുന്നതിന് മുൻകൂട്ടി നിശ്ചയിച്ച സ്ഥാനങ്ങളിൽ സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്ന നിർദ്ദിഷ്ട അപവർത്തന സൂചികകളുള്ള മൈക്രോസ്കെയിൽ വോക്സലുകളാണ്. എന്നിരുന്നാലും, ഈ മൂലകങ്ങൾ കൊത്തിയെടുക്കുന്നതിന് ഉയർന്ന കൃത്യത ആവശ്യമാണ്, കൂടാതെ മിക്ക പ്രകാശ രൂപീകരണ വസ്തുക്കളും 2D കോൺഫിഗറേഷനുകളിലേക്ക് പരിമിതപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു അല്ലെങ്കിൽ ആത്യന്തികമായി കുറഞ്ഞ ഔട്ട്പുട്ട് ബീം പ്രൊഫൈലുകൾക്ക് കാരണമാകുന്നു.

അടുത്തിടെ, ഫോട്ടോണിക്സ് ജേണലായ "APNexus"-ൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച ഒരു പഠനം ഉയർന്ന കൃത്യതയുള്ള APVE-കൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു ലളിതമായ രീതി അവതരിപ്പിക്കുകയും വിവിധ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ അവയുടെ ഉപയോഗം തെളിയിക്കുകയും ചെയ്തു. ഓസ്ട്രിയയിലെ ഇൻസ്ബ്രൂക്ക് മെഡിക്കൽ യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലെ അലക്സാണ്ടർ ജെസാച്ചറാണ് ഗവേഷണത്തിന് നേതൃത്വം നൽകിയത്, നേരത്തെ സൂചിപ്പിച്ച പ്രകാശ രൂപീകരണത്തിലെ പരിമിതികളെ ഇത് മറികടക്കുന്നു.

ഈ രീതി "ഡയറക്ട് ലേസർ റൈറ്റിംഗ്" (DLW) എന്ന സാങ്കേതിക വിദ്യയാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്, ഇത് വിവിധ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായി പ്രകാശത്തെ കൃത്യമായി നയിക്കുന്നതിന് ബോറോസിലിക്കേറ്റ് ഗ്ലാസിനുള്ളിൽ മൂന്ന് അളവുകളിൽ നിർദ്ദിഷ്ട റിഫ്രാക്റ്റീവ് സൂചികകളുള്ള വോക്സലുകൾ ക്രമീകരിക്കുന്ന ഒരു ഹൈ-സ്പീഡ് ലേസർ സാങ്കേതികവിദ്യയാണ്.

മാധ്യമത്തിലൂടെ കടന്നുപോകുന്ന പ്രകാശത്തെ ഉത്തേജിപ്പിച്ച്, വോക്സലുകളുടെ ഒപ്റ്റിമൽ സ്ഥാനം നിർണ്ണയിക്കാൻ ആവശ്യമായ കൃത്യത കൈവരിക്കുന്നതിനായി ഗവേഷകർ ഒരു അൽഗോരിതം രൂപകൽപ്പന ചെയ്തതായി റിപ്പോർട്ടുകൾ പറയുന്നു. ഇതിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ, 154,000 മിനിറ്റിനുള്ളിൽ 308,000 മുതൽ 20 വരെ വോക്സലുകൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ അവർക്ക് കഴിഞ്ഞു, ഓരോ വോക്സലിനും ഏകദേശം 1.75 μm × 7.5 μm × 10 μm വ്യാപ്തം ഉണ്ടായിരുന്നു. കൂടാതെ, പ്രക്രിയയ്ക്കിടെ അടിവസ്ത്രത്തിൽ കേന്ദ്രീകരിച്ചിരിക്കുന്ന ലേസറിന്റെ ഏതെങ്കിലും ഗോളാകൃതിയിലുള്ള വ്യതിയാനം (ബീം പ്രൊഫൈൽ വികലത) നികത്താൻ അവർ ഡൈനാമിക് വേവ്ഫ്രണ്ട് നിയന്ത്രണം ഉപയോഗിച്ചു. ഇത് മാധ്യമത്തിനുള്ളിലെ ഓരോ ആഴത്തിലും ഓരോ വോക്സലിന്റെയും പ്രൊഫൈലിന്റെ സ്ഥിരത ഉറപ്പാക്കി.

ഇൻപുട്ട് ബീമിന്റെ തീവ്രത വിതരണം നിയന്ത്രിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു തീവ്രത ഷേപ്പർ, ഇൻപുട്ട് ബീമിലെ ചുവപ്പ്, പച്ച, നീല സ്പെക്ട്രകളുടെ സംപ്രേഷണം നിയന്ത്രിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു RGB മൾട്ടിപ്ലക്‌സർ, ഡാറ്റാ ട്രാൻസ്മിഷൻ വേഗത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു ഹെർമിറ്റ്-ഗോസിയൻ (HG) മോഡ് സോർട്ടർ എന്നിവയാണ് ഈ രീതിയുടെ പ്രയോഗക്ഷമത തെളിയിക്കുന്നതിനായി സംഘം മൂന്ന് തരം APVE-കൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തത്.

ഒരു ഗൗസിയൻ ബീമിനെ മൈക്രോസ്‌കെയിൽ സ്‌മൈലിംഗ് ആർക്ക് ആകൃതിയിലുള്ള ലൈറ്റ് ഡിസ്ട്രിബ്യൂഷനാക്കി മാറ്റാൻ സംഘം ഇന്റൻസിറ്റി ഷേപ്പർ ഉപയോഗിച്ചു, തുടർന്ന് മൾട്ടിപ്ലക്‌സർ ഉപയോഗിച്ച് വ്യത്യസ്ത നിറങ്ങളിലുള്ള സ്‌മൈലിംഗ് ആർക്ക് ആകൃതിയിലുള്ള ഡിസ്ട്രിബ്യൂഷന്റെ വിവിധ ഭാഗങ്ങളെ പ്രതിനിധീകരിക്കുകയും ഒടുവിൽ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബറുകൾ വഴി കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്ന ഒന്നിലധികം ഗൗസിയൻ മോഡുകളെ HG മോഡുകളാക്കി മാറ്റാൻ HG മോഡ് സോർട്ടർ ഉപയോഗിക്കുകയും ചെയ്തു. എല്ലാ സാഹചര്യങ്ങളിലും, ഉപകരണത്തിന് ഇൻപുട്ട് സിഗ്നൽ കാര്യമായ നഷ്ടമില്ലാതെ കൈമാറാനും 80% വരെ റെക്കോർഡ് ബ്രേക്കിംഗ് ഡിഫ്രാക്ഷൻ കാര്യക്ഷമത കൈവരിക്കാനും കഴിഞ്ഞു, ഇത് APVE-കൾക്ക് ഒരു പുതിയ മാനദണ്ഡം സ്ഥാപിച്ചു.

ഈ പുതിയ രീതി, ഉയർന്ന സംയോജിത 3D ലൈറ്റ് ഷേപ്പിംഗ് ഉപകരണങ്ങളുടെ ദ്രുത പ്രോട്ടോടൈപ്പിംഗിനായി അനുയോജ്യമായ ഒരു കുറഞ്ഞ ചെലവിലുള്ള പ്ലാറ്റ്‌ഫോമിലേക്കുള്ള വാതിൽ തുറക്കുന്നു. ലാളിത്യം, കുറഞ്ഞ ചെലവ്, ഉയർന്ന കൃത്യത എന്നിവയ്‌ക്ക് പുറമേ, ഈ രീതി നോൺ-ലീനിയർ മെറ്റീരിയലുകൾ ഉൾപ്പെടെയുള്ള മറ്റ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളിലേക്കും വ്യാപിപ്പിക്കാം. വിവര പ്രക്ഷേപണം, ഒപ്റ്റിക്കൽ കമ്പ്യൂട്ടിംഗ്, മൾട്ടിമോഡ് ഫൈബർ ഇമേജിംഗ്, നോൺ-ലീനിയർ ഫോട്ടോണിക്‌സ്, ക്വാണ്ടം ഒപ്‌റ്റിക്‌സ് തുടങ്ങിയ മേഖലകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നതിനായി വിപുലമായ 3D ഉപകരണങ്ങൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുന്നതിന് ഇതിന്റെ വഴക്കം ഇതിനെ അനുയോജ്യമാക്കുന്നു.

ഉറവിടം ഓഫ്‌വീക്ക്.കോം