Płonąca krata

Siatka płomienna – zwana także siatką echelette (z francuskiego échelle = drabina) – to specjalny rodzaj siatki dyfrakcyjnej . Jest zoptymalizowany, aby osiągnąć maksymalną wydajność siatki w danym rzędzie dyfrakcji . W tym celu maksymalna moc optyczna jest skoncentrowana w pożądanym rzędzie dyfrakcji, podczas gdy moc resztkowa w innych rzędach (zwłaszcza w zerowym) jest minimalizowana. Ponieważ ten warunek można dokładnie osiągnąć tylko dla jednej długości fali, określono, dla jakiej długości fali błysku siatka jest zoptymalizowana (lub płonąca ). Kierunek, w którym osiągana jest maksymalna wydajność, nazywany jest kątem rozbłysku i jest trzecią kluczową cechą rozpalonej siatki bezpośrednio zależną od długości fali rozbłysku i rzędu dyfrakcji.

Kąt płomienia

Jak każda siatka optyczna, płonąca siatka ma stały odstęp między $,$ określający wielkość podziału długości fali spowodowanego przez siatkę. Linie kraty mają trójkątny, piłokształtny przekrój poprzeczny, tworzący strukturę schodkową. Stopnie są nachylone pod tak zwanym kątem świecenia $stosunku$ do powierzchni kraty W związku z tym kąt między normalną kroku a normalną siatki wynosi ${\ displaystyle \ theta _ {B}}$ .

Kąt świecenia jest zoptymalizowany, aby zmaksymalizować wydajność dla długości fali używanego światła. Opisowo oznacza to, że $kierunku$ tak dobrany, że wiązka ugięta na siatce i wiązka odbita na stopniach są odchylane w tym samym Powszechnie stosowane kraty płozane produkowane są w tzw. konfiguracji Littrowa .

Konfiguracja Littrowa

Dyfrakcja na płonącej siatce. Ogólny przypadek jest pokazany za pomocą czerwonych promieni; konfiguracja Littrowa jest pokazana za pomocą niebieskich promieni

Konfiguracja Littrowa to specjalna geometria, w której kąt rozbłysku jest tak dobrany, że kąt dyfrakcji i kąt padania są identyczne. W przypadku siatki odbiciowej oznacza to, że ugięta wiązka jest odbijana wstecz w kierunku wiązki padającej (niebieska wiązka na zdjęciu). Belki są prostopadłe do stopnia, a zatem równoległe do stopnia normalnego. Stąd zachodzi w konfiguracji Littrowa ${\ Displaystyle \ alpha = \ beta = \ theta _ {B}}$ .

Struktura schodkowa nie wpływa na kąty dyfrakcji na siatce. Są one określone przez odstępy między wierszami i można je obliczyć zgodnie z równaniem siatki :

${\ Displaystyle d \ lewo (\ sin {\ alfa} + \ sin {\ beta} \ prawej) = m \ lambda}$

Gdzie:

${\ Displaystyle d}$ = odstępy między wierszami

= kąt dyfrakcji (kąt przyjęty w tym samym kierunku co , co α $\ alpha}$$Displaystyle$${\ Displaystyle \ beta}$ miałby znak ujemny na powyższym obrazku, gdyby $Displaystyle$ dodatni),

$oznacza$ kąt padania

$m}$ = rząd dyfrakcji,

${\ Displaystyle \ lambda}$ = długość fali padającego światła .

W przypadku konfiguracji Littrowa staje się to ${\ Displaystyle 2d \ sin {\ theta _ {B}} = m \ lambda}$ . Rozwiązując dla kąta blasku można obliczyć dla dowolnych kombinacji rzędu dyfrakcji, długości fali i odstępów między liniami: ${\ displaystyle \ theta _ {B}}$

${\ Displaystyle \ theta _ {B} = \ arcsin {\ Frac {m \ lambda} {2d}} \.}$

Płonąca krata transmisyjna

Kraty płozane mogą być również wykonane jako kraty transmisyjne . W tym przypadku kąt rozbłysku dobiera się tak, aby kąt pożądanego rzędu dyfrakcji pokrywał się z kątem wiązki załamanej na materiale siatki.

Krata Echelle

Główny artykuł: krata Echelle

Szczególną formą płonącej kraty jest krata echelle . Charakteryzuje się szczególnie dużym kątem świecenia (>45°). Dlatego światło uderza w krótkie nogi trójkątnych linii siatki zamiast w długie nogi. Siatki Echelle są najczęściej produkowane z większymi odstępami między liniami, ale są zoptymalizowane pod kątem wyższych rzędów dyfrakcji.

Siatki Echelle są przydatne w astronomii poszukującej planet i są używane w odnoszących sukcesy spektrografach HARPS i PARAS ( PRL Advanced Radial-velocity All-sky Search ) .

Linki zewnętrzne

• Richardson Gratings, „ Nota techniczna 11 – Wyznaczanie długości fali Blaze ” (30 września 2012 r.)
• Horiba Scientific, „ Siatki dyfrakcyjne ” (30 września 2012)
• Shimadzu, „ Blaze Wavelength ” (30 września 2012)
• Palmer, Christopher, Podręcznik siatek dyfrakcyjnych , wydanie 8, MKS Newport (2020). [1]