Blazed mřížka - Blazed grating

A blazovaná mřížka - také zvaný echelette mřížka (z francouzštiny échelle = žebřík) - je speciální typ difrakční mřížka. Je optimalizován pro dosažení maxima účinnost mřížky v daném difrakční pořadí. Z tohoto důvodu maximálně optický výkon je koncentrován v požadovaném difrakčním pořadí, zatímco zbytková síla v ostatních řádech (zejména nula) je minimalizována. Protože této podmínky lze přesně dosáhnout pouze pro jednu vlnovou délku, je specifikováno, pro kterou vlnová délka plamene mřížka je optimalizována (nebo plápolal). Směr, ve kterém je dosaženo maximální účinnosti, se nazývá úhel záře a je třetí zásadní charakteristikou planoucí mřížky přímo v závislosti na vlnové délce plamene a pořadí difrakce.

Blaze úhel

Jako každá optická mřížka má i mřížovaná mřížka konstantní řádkování ${displaystyle d}$, určující velikost rozdělení vlnové délky způsobené mřížkou. Mřížkové čáry mají trojúhelníkový průřez ve tvaru pilovitého zubu, který tvoří stupňovitou strukturu. Schody jsou nakloněny v takzvaném úhlu zážehu ${displaystyle heta _ {B}}$ vzhledem k povrchu mřížky. Úhel mezi krokem normálu a mřížkou normálu je tedy ${displaystyle heta _ {B}}$.

Úhel záře je optimalizován tak, aby se maximalizovala účinnost pro vlnovou délku použitého světla. Popisně to znamená ${displaystyle heta _ {B}}$ je zvolen tak, že paprsek ohnutý na mřížce a paprsek odražený v krocích jsou odkloněny do stejného směru. Běžně mřížované rošty se vyrábějí v tzv Littrow konfigurace.

Konfigurace Littrow

Difrakce na plápolající mřížku. Obecný případ je zobrazen červenými paprsky; konfigurace Littrow je zobrazena modrými paprsky

The Littrow Konfigurace je speciální geometrie, ve které je úhel záře zvolen tak, aby difrakční úhel a úhel dopadu byly identické.^[1] Pro reflexní mřížka, To znamená, že rozptýlený paprsek je zpětně odrážen do směru dopadajícího paprsku (modrý paprsek na obrázku). Nosníky jsou kolmé ke kroku, a proto jsou rovnoběžné s krokem normálním. Proto platí v konfiguraci Littrow ${displaystyle alpha = eta = heta _ {B}}$.

Difrakční úhly na mřížce nejsou ovlivněny strukturou kroku. Jsou určeny řádkováním a lze je vypočítat podle mřížková rovnice:

${displaystyle dleft (sin {alpha} + sin {eta} ight) = mlambda}$

kde:

${displaystyle d}$ = řádkování,

${displaystyle alpha}$ = úhel dopadu,

${displaystyle eta}$ = difrakční úhel (úhel zaujatý ve stejném směru jako ${displaystyle alpha}$, což znamená červenou ${displaystyle eta}$ bude mít na horním obrázku záporné znaménko, pokud ${displaystyle alpha}$ je pozitivní),

${displaystyle m}$ = difrakční pořadí,

${displaystyle lambda}$ = vlnová délka dopadajícího světla.

U konfigurace Littrow se to stane ${displaystyle 2dsin {heta _ {B}} = mlambda}$. Řešením pro ${displaystyle heta _ {B}}$ úhel záře lze vypočítat pro libovolné kombinace difrakčního řádu, vlnové délky a řádkování:

${displaystyle heta _ {B} = arcsin {frac {mlambda} {2d}}.}$

Blazovaná přenosová mřížka

Blazed mřížky lze také realizovat jako přenosové mřížky. V tomto případě je úhel záře zvolen tak, aby úhel požadovaného difrakčního řádu odpovídal úhlu paprsku lomený na roštu.^[2]

Echelle mřížka

Zvláštní formou sálající mřížky je echelle mřížka. Vyznačuje se zvláště velkým úhlem záře (> 45 °). Světlo proto namísto dlouhých nohou zasáhne krátké nohy trojúhelníkových mřížkových čar. Mřížky Echelle se většinou vyrábějí s většími řádky, ale jsou optimalizovány pro vyšší difrakční objednávky.

Mřížky Echelle jsou užitečné v astronomii při hledání planet a používají se k úspěšným HARPS a PARAS (PRL Advanced Radial-velocity All-sky Search ) spektrograf.

Reference

externí odkazy

• Richardson Gratings, “Technická poznámka 11 - Stanovení vlnové délky plamene „(30. září 2012)
• Horiba Scientific, “Difrakční mřížky „(30. září 2012)
• Shimadzu, “Blaze Vlnová délka „(30. září 2012)
• Palmer, Christopher, Příručka pro difrakční mřížku, 8. vydání, MKS Newport (2020). [1]