روشنی چور
1610 میں گلیلیو کی پہلی دوربین کی ایجاد کے بعد سے آپٹکس استعمال کرنے والوں کو خراب کرنے والے جذب اور عکاسی ہیں، جو دیکھنے والے کی آنکھوں تک پہنچنے والی قابل استعمال روشنی کی مقدار کو ڈرامائی طور پر کم کر دیتے ہیں۔ ہر نظری عنصر (انفرادی لینس، پرزم یا آئینہ) لامحالہ اس میں سے گزرنے والی کچھ روشنی کو جذب کرتا ہے۔ تاہم، اس سے کہیں زیادہ اہم حقیقت یہ ہے کہ روشنی کا ایک چھوٹا فیصد ہر ہوا سے شیشے کی سطح سے منعکس ہوتا ہے۔ بغیر کوٹڈ آپٹکس کے لیے، یہ "عکاسی نقصان" فی سطح 4 فیصد اور 6 فیصد کے درمیان مختلف ہوتا ہے، جو اس وقت تک زیادہ برا نہیں لگتا جب تک کہ آپ کو یہ احساس نہ ہو کہ جدید آپٹیکل آلات میں 10 سے 16 ایسی سطحیں ہیں۔ خالص نتیجہ 50 فیصد تک ہلکا نقصان ہو سکتا ہے، جو خاص طور پر کم روشنی والے حالات میں پریشان کن ہے۔
تاہم، زیادہ سنگین حقیقت یہ ہے کہ منعکس ہونے والی روشنی صرف ایک مدھم تصویر چھوڑ کر غائب نہیں ہوتی ہے۔ اس کے بجائے، یہ آلے کے اندر سطح سے دوسری سطح پر اچھلتا رہتا ہے، ان دوسرے، تیسرے اور چوتھے انعکاس سے کچھ روشنی بالآخر آلہ کے باہر نکلنے والے شاگردوں کے ذریعے اور ناظرین کی آنکھوں میں آتی ہے۔ اس طرح کی بکھری ہوئی روشنی کو "بھڑکنا" کہا جاتا ہے اور اس کی تعریف "غیر تصویری روشنی، مرتکز یا پھیلی ہوئی روشنی، جو آپٹیکل سسٹم کے ذریعے منتقل ہوتی ہے۔" نتیجہ ایک پردہ دار چمک یا دھندلاہٹ ہے جو تصویر کی تفصیلات کو دھندلا دیتا ہے اور اس کے برعکس کو کم کرتا ہے۔ انتہائی صورتوں میں، یہ بھوت کی تصاویر کا سبب بھی بن سکتا ہے۔ ایک انتہائی مثال یہ ہو گی کہ اگر آپ ایک نچلے کنارے کے سایہ دار سائیڈ پر شیشے کے کھیل کی کوشش کر رہے ہیں جس میں سورج کی روشنی سب سے اوپر اور آلے کے مقصدی عینک میں آتی ہے۔ (آپٹکس کے ساتھ یا اس کے بغیر کبھی بھی براہ راست سورج کی طرف مت دیکھیں، کیونکہ یہ آنکھوں کو شدید نقصان پہنچا سکتا ہے۔)
سنگل پرت اینٹی ریفلیکشن کوٹنگز
عکاس روشنی کی کمی کے مسئلے کا طویل انتظار کا حل 1930 کی دہائی کے وسط میں سامنے آیا جب کارل زیس کے ایک انجینئر الیگزینڈر سماکولا نے "زیس نان ریفلیکٹنگ لینس کوٹنگ سسٹم" (جسے اب اینٹی ریفلیکشن یا اے آر کوٹنگز کہا جاتا ہے) تیار اور پیٹنٹ کرایا۔ "نظری سائنس میں صدی کی سب سے اہم ترقی" کے طور پر بیان کیا گیا تھا۔ اس کے فوراً بعد دوسری جنگ عظیم کی فوجی ضروریات نے کوٹنگ کی ترقی کو تیز کر دیا، جسے اتحادی اور محور دونوں افواج نے فیلڈ شیشوں (دوربین) سے لے کر بم دیکھنے تک کے نظری آلات میں استعمال کیا۔
اے آر کوٹنگز کے پیچھے نظریہ (ذیل میں دی گئی مثال دیکھیں) ایک بہت ہی پیچیدہ سائنسی تصور ہے۔ استعمال میں یہ ایک شفاف فلم پر مشتمل ہوتا ہے، عام طور پر میگنیشیم فلورائیڈ MgF2، روشنی کی طول موج کا ایک چوتھائی (تقریباً چھ ملین واں حصہ) موٹی، سالماتی بمباری کے ذریعے، صاف شیشے کی سطح پر جمع ہوتی ہے۔ اس طرح کی خوردبینی پتلی فلم کو لگانے کے لیے ایک طریقہ تیار کرنا، جو ویکیوم چیمبرز میں کیا جاتا ہے، ایک عظیم تکنیکی فتح تھی۔ اس سنگل لیئر اینٹی ریفلیکشن کوٹنگز نے انکوٹیڈ سطحوں کے لیے عکاس روشنی کے نقصان کو 4 فیصد سے 6 فیصد کے درمیان کم کر کے لیپت سطحوں کے لیے تقریباً 1.5 سے 2 فیصد کر دیا، اس طرح، تقریباً 70 فیصد مکمل طور پر لیپت والے آلات کے لیے روشنی کی مجموعی ترسیل میں اضافہ ہوا، جو کہ، تصویر کو کم کرنے والے بھڑک اٹھنے کے ساتھ ساتھ کمی پر غور کرتے ہوئے، ایک قابل ذکر بہتری تھی۔
ملٹی لیئر اینٹی ریفلیکشن کوٹنگز
سنگل لیئر کوٹنگز کی ایک بڑی کمی، جو اب بھی بڑے پیمانے پر استعمال ہوتی ہے، یہ ہے کہ وہ صرف روشنی کی مخصوص طول موج (رنگ) کے لیے بالکل ٹھیک کام کرتی ہیں جہاں کوٹنگ کی موٹائی طول موج کے ایک چوتھائی کے برابر ہوتی ہے۔ اس کمی کی وجہ سے بالآخر کثیر پرت والے براڈ بینڈ کوٹنگز کی ترقی ہوئی جو طول موج کی وسیع رینج پر عکاس روشنی کے نقصان کو مؤثر طریقے سے کم کرنے کی صلاحیت رکھتی ہے۔ آج کی بہترین ملٹی لیئر کوٹنگز ہر ہوا سے شیشے کی سطح پر عکاس روشنی کے نقصان کو ایک فیصد کے دو دسویں حصے تک کم کر سکتی ہیں۔
ملٹی لیئر کوٹنگز سے میرا تعارف 1971 میں اس وقت ہوا جب پینٹاکس نے کیمرہ لینز پر اپنی "سپر ملٹی کوٹنگ" کا استعمال شروع کیا، جہاں اس نے چمکدار بیک لِٹ مضامین کی تصویر کشی کرتے وقت بھڑک اٹھنے والی اور بھوت کی تصاویر کو تقریباً ختم کر دیا۔ اسپورٹس آپٹکس مینوفیکچررز بینڈ ویگن کو حاصل کرنے میں قدرے سست تھے، اور یہ 1979 تک نہیں تھا کہ کارل زیس نے اپنی "T*" ملٹی کوٹنگ متعارف کروائی، جس نے Zeiss دوربین کی روشنی کی ترسیل کو قدرے 90 فیصد تک بڑھایا، جبکہ اس کے ساتھ ساتھ تصویر کے تضاد کو بھی بہتر کیا۔ پہلی سنگل لیئر کوٹنگز سے لے کر آج کی ملٹی لیئر براڈبینڈ کوٹنگز تک پہنچنے میں اس قدر طویل ہونے کی وجہ یہ تھی کہ مؤخر الذکر، اگرچہ انہی سائنسی اصولوں پر مبنی ہے، ناقابل یقین حد تک پیچیدہ ہے، جس میں مختلف فلورائیڈز، آکسائیڈز، ڈائی آکسائیڈز، کی کئی پتلی پرتیں شامل ہیں۔ وغیرہ۔ جیسا کہ آپ توقع کر سکتے ہیں، کمپیوٹر اس طرح کی کوٹنگز کی تشکیل اور استعمال میں اہم کردار ادا کرتے ہیں۔
اگرچہ مجموعی طور پر روشنی کی ترسیل میں قدرے بہتری آرہی ہے، لیکن اعلیٰ ترین سطح جس سے میں فی الحال واقف ہوں وہ تقریباً 92 فیصد دوربین کے لیے اور 95 فیصد رائفلسکوپس کے لیے ہیں، جو اس طرح کے آلات کی اوسط سے کافی زیادہ ہیں۔ رائفلسکوپس میں دوربینوں کے مقابلے میں روشنی کی ترسیل قدرے بہتر ہونے کی بنیادی وجہ یہ ہے کہ وہ شبیہہ کی تعمیر کے لیے پیچیدہ پرزموں کے بجائے سادہ ایریکٹر لینز استعمال کرتے ہیں۔
اسی طرح، پوررو پرزم دوربینوں میں اسی طرح کے آپٹیکل معیار کی چھت کے پرزم دوربینوں سے بہتر روشنی کی ترسیل ہوتی ہے۔ قابل ذکر مستثنیات کارل زیس دوربین ہیں جو بڑے پیمانے پر استعمال ہونے والے پیچن قسم کے چھت کے پرزموں کی بجائے Abbe-Koenig چھت کے پرزم استعمال کرتے ہیں، جس میں ایک آئینہ دار (عام طور پر ایلومینائزڈ یا سلورڈ) سطح ہوتی ہے جہاں دستیاب روشنی کا 4 سے 6 فیصد کے درمیان اندرونی دورانیہ ضائع ہو جاتا ہے۔ عکس. (ایک عمل میں جسے "مکمل اندرونی عکاسی" کہا جاتا ہے، Porro prisms اور Abbe-Koenig roof prisms اپنی تمام اندرونی سطحوں پر بغیر کسی کوٹنگ کے 100 فیصد انعکاس حاصل کرتے ہیں۔) Pechan-prism کے مسئلے کے حل کے لیے کچھ سرکردہ مینوفیکچررز خصوصی ملٹی۔ پرت کی عکاس کوٹنگز جو عکس والی سطحوں پر 99.5 فیصد انعکاس حاصل کرتی ہیں۔
یہاں انتباہ یہ ہے کہ روشنی کی ترسیل کے چند اضافی فیصد پوائنٹس کی تلاش میں کسی کو بہت زیادہ پریشان نہیں ہونا چاہیے۔ مثال کے طور پر غور کریں کہ ایک اعلیٰ کارکردگی والے آپٹیکل آلے میں روشنی کی ترسیل میں 5 فیصد کا فائدہ تقریباً .300 میگنم رائفل میں توتن کی رفتار میں 150 fps کے اضافے کے برابر ہے- آپ کو کبھی فرق محسوس نہیں ہوگا۔
کیا سپورٹس آپٹکس میں 100 فیصد لائٹ ٹرانسمیشن کبھی حاصل ہو سکے گی؟ کسی کو کبھی بھی "کبھی نہیں" نہیں کہنا چاہئے، لیکن طبیعیات کے قوانین میں ترمیم کرنے کے علاوہ، جواب تقریباً یقینی طور پر نہیں ہے!
کوٹنگ کے رنگ
بہت سے لوگوں کا خیال ہے کہ اے آر کوٹنگز کے معیار کا تعین سطحوں سے منعکس ہونے والی روشنی کے رنگ سے کیا جا سکتا ہے۔ شاید، لیکن کسی بھی یقین کے ساتھ ایسا کرنے کے لیے کافی مہارت کی ضرورت ہوتی ہے۔ دیکھا جانے والا رنگ خود کوٹنگ کے مواد کا نہیں ہے، جو بے رنگ ہے، بلکہ روشنی کی طول موج کے عکاس رنگ یا مشترکہ عکاس رنگ جس کے لیے کوٹنگ کم سے کم موثر ہے۔ مثال کے طور پر، ایک کوٹنگ جو سرخ اور نیلے رنگ کی طول موج میں سب سے زیادہ مؤثر ہے سبز عکاسی پیدا کرے گی۔ اس کے برعکس، اگر کوٹنگ سبز طول موج میں سب سے زیادہ مؤثر ہے، تو انعکاس کچھ سرخ اور نیلے رنگ کا ہو گا، جیسا کہ مینجینٹا۔ میگنیشیم فلورائیڈ کی سنگل لیئر کوٹنگز سے آنے والے عکس عام طور پر ہلکے نیلے سے گہرے جامنی رنگ تک ہوتے ہیں۔ اگرچہ تازہ ترین ملٹی لیئر کوٹنگز سے منعکس ہونے والے رنگ تقریباً اندردخش کا کوئی بھی رنگ ہو سکتے ہیں، جس کے ساتھ پورے نظام میں مختلف آپٹیکل سطحوں پر مختلف رنگ دکھائے جاتے ہیں، ایک چمکدار سفید (بے رنگ) عکاسی عام طور پر غیر کوٹیڈ سطح کی نشاندہی کرتی ہے۔
اگرچہ غیر سائنسی ہے، لیکن اے آر کوٹنگز کا جائزہ لینے کے لیے درج ذیل خود کریں ٹیسٹ تعلیمی اور معلوماتی دونوں ہیں۔ صرف ایک ٹول کی ضرورت ہے ایک چھوٹی ٹارچ یا، اس کی کمی، ایک اوور ہیڈ لائٹ۔ چال یہ ہے کہ آلے کے معروضی لینس میں روشنی کو چمکایا جائے تاکہ بیم کے ساتھ دیکھتے وقت آپ آلے کے اندر مختلف ہوا سے شیشے کی سطحوں کو منعکس کرنے والی روشنی کی تصاویر دیکھ سکیں۔ (نوٹ: عکاسی عینک اور پرزم کے قریب اور دور دونوں اطراف سے آئے گی۔) اب، اوپر دی گئی معلومات کی بنیاد پر، رنگ کے حوالے سے، آپ کو استعمال ہونے والی کوٹنگز کی اقسام کے بارے میں کچھ اندازہ ہو جائے گا اور، زیادہ اہم بات یہ ہے کہ کیا کچھ سطحیں غیر لیپت ہیں.
ملعمع کاری کی دیگر اقسام
آپٹیکل کوٹنگز کی دیگر اقسام کی گہرائی سے کوریج کے لیے جگہ کی کمی، میں مندرجہ ذیل مختصر خلاصے پیش کرتا ہوں۔
فیز تصحیح (P) کوٹنگز:کارل زیس (اور کون؟) کے ذریعہ تیار کردہ اور 1988 میں "P-کوٹنگ" کے طور پر متعارف کرایا گیا، فیز کریکشن کوٹنگ صرف چھت کے پرزم کے آلات میں اینٹی ریفلیکشن کوٹنگ کے مقابلے میں دوسرے نمبر پر ہے۔ مسئلہ (پورو پرزم میں موجود نہیں) یہ ہے کہ چھت کی مخالف سطحوں سے منعکس ہونے والی روشنی کی لہریں بیضوی طور پر پولرائز ہو جاتی ہیں تاکہ ایک دوسرے کے ساتھ مرحلے سے آدھی طول موج ہو جائے۔ اس کے نتیجے میں تباہ کن مداخلت ہوتی ہے اور اس کے نتیجے میں تصویر کے معیار میں خرابی آتی ہے۔ P-coatings تباہ کن فیز شفٹوں کو ختم کر کے مسئلے کو درست کرتی ہے۔
عکاسی کوٹنگز:یہ آئینے جیسی ملمع کاری - جو اکثر تعمیری مداخلت کی وجہ سے اپنی تاثیر کی مرہون منت ہوتی ہیں - کھیلوں کی آپٹکس میں اس سے کہیں زیادہ استعمال ہوتی ہیں جتنا کہ کوئی سوچ سکتا ہے۔ مثالوں میں شامل ہیں: زیادہ تر لیزر رینج فائنڈرز اور چند رائفلسکوپس جو بیم سپلٹرز کو استعمال کرتے ہیں۔ ریڈ ڈاٹ سائٹس جہاں ایک طول موج کے لیے مخصوص کوٹنگ استعمال کی جاتی ہے تاکہ ڈاٹ کی تصویر شوٹر کی آنکھ میں واپس آئے۔ اور، جیسا کہ پہلے زیر بحث آیا، پیکن پرزم کے ساتھ چھت کے پرزم کے آلات میں۔
ہائیڈروفوبک (پانی سے بچنے والی) کوٹنگز:پانی سے بچنے والی کوٹنگ کا نمونہ بشنیل کی رین گارڈ کوٹنگ ہے جو پانی کو بہاتی ہے اور بیرونی دھند کے خلاف مزاحمت کرتی ہے۔ میں نے بڑے پیمانے پر رین گارڈ کوٹنگ کا سرد موسم میں تجربہ کیا جہاں نادانستہ طور پر اسکوپ کے آئی پیس لینس پر سانس لینے سے ہدف کے بارے میں کسی کے نظریہ کو دھندلا دیا جاتا۔ نتائج یہ تھے کہ، یہاں تک کہ جب میں نے جان بوجھ کر آبجیکٹو اور آئی پیس دونوں لینسوں پر سانس لیا جس کی وجہ سے وہ یا تو دھند یا ٹھنڈ ختم ہو گئے، تب بھی میں گولی مارنے کے لیے کافی حد تک اہداف کو دیکھ سکتا تھا۔
رگڑ مزاحم کوٹنگز:کچھ اینٹی ریفلیکشن کوٹنگز کے ساتھ ایک مستقل کمی یہ ہے کہ وہ نرم ہوتے ہیں اور اس لیے آسانی سے کھرچ جاتے ہیں۔ شکر ہے، آج کی "سخت" کوٹنگز، اگرچہ اب بھی عالمی سطح پر استعمال نہیں ہوتیں، لیکن چشموں سے لے کر رائفلسکوپس تک بیرونی آپٹکس کی پائیداری کو بہت بہتر بنا رہی ہیں۔ سب سے مشکل کوٹنگ، جس کا میں نے تجربہ کیا ہے، وہ Burris کے بلیک ڈائمنڈ 30 ملی میٹر ٹائٹینیم رائفلسکوپس کی ٹی پلیٹڈ بیرونی لینس سطحوں پر ہے۔ میں اسے کھرچ نہیں سکتا تھا، یہاں تک کہ استرا کی تیز جیب چاقو سے بھی۔ مؤخر الذکر کی سفارش نہیں کی جاتی ہے۔
کوٹنگ عہدہ
مندرجہ ذیل اصطلاحات اکثر آپٹکس مینوفیکچررز کی طرف سے اس حد تک بیان کرنے کے لیے استعمال کی جاتی ہیں جس حد تک ان کے آلات AR کوٹنگز کے ذریعے محفوظ ہیں۔
کوٹڈ آپٹکس (C) کا مطلب ہے کہ ایک یا زیادہ لینز کی ایک یا زیادہ سطحوں کو لیپت کیا گیا ہے۔
مکمل طور پر لیپت (FC) کا مطلب ہے کہ تمام ہوا سے شیشے کی سطحوں پر کم از کم ایک ہی تہہ اینٹی ریفلیکشن کوٹنگ حاصل ہوئی ہے، جو اچھی بات ہے۔
ملٹی کوٹیڈ (MC) کا مطلب ہے کہ ایک یا زیادہ لینز کی ایک یا زیادہ سطحوں پر دو یا زیادہ تہوں پر مشتمل AR کوٹنگ ملی ہے۔ جب معروف مینوفیکچررز استعمال کرتے ہیں، تو یہ عہدہ عام طور پر یہ ظاہر کرتا ہے کہ ایک یا دونوں بیرونی لینس سطحیں ملٹی کوٹیڈ ہیں اور اندرونی سطحوں پر ممکنہ طور پر سنگل لیئر کوٹنگز ہیں۔
مکمل طور پر ملٹی کوٹیڈ (FMC) کا مطلب ہے کہ تمام ہوا سے شیشے کی سطحوں کو ملٹی لیئر اینٹی ریفلیکشن کوٹنگز ملنی چاہئیں، جو کہ بہترین ہے۔
بدقسمتی سے، دی گئی قسم کی تمام AR کوٹنگز برابر نہیں بنائی جاتی ہیں، اور کچھ جعلی بھی ہو سکتی ہیں۔ جیسا کہ وہ دیکھنے میں خوبصورت ہیں، میں نام نہاد "روبی" کوٹنگز کی قدر کے بارے میں بہت شکی ہوں، جو سرخ روشنی کی چمکیلی مقدار کی عکاسی کرتی ہیں، جس سے دیکھی گئی اشیاء کو خوفناک حد تک سبز نظر آتا ہے۔ جب معروف مینوفیکچررز، جیسے کارل زیس، لائیکا، نیکون اور سوارووسکی، روبی یا دیگر آف بیٹ کوٹنگز کا استعمال شروع کریں گے، تو میں ان پر یقین کرنا شروع کر دوں گا۔ کمتر اور جعلی کوٹنگز کے خلاف دفاع کی پہلی لائن ایمانداری کے لیے ثابت شدہ ٹریک ریکارڈ والے صنعت کار سے خریدنا ہے۔ اس کا مطلب یہ نہیں ہے کہ یہاں تک کہ بہترین کمپنیاں بھی اپنی ملکیتی کوٹنگ کو بڑھاوا دینے سے بالاتر ہیں۔ یہ عام طور پر اشتہاری لوگ ہوتے ہیں جو بہہ جاتے ہیں۔