Diffraksjonsgitter

Et diffraksjonsgitter er et optisk element som består av et regelmessig mønster av sporer eller groper som bryter og interfererer lys. Dette gjør at forskjellige bølgelengder interfererer konstruktivt ved bestemte vinkler, slik at hvitt lys kan deles opp i et spekter. Gratinget brukes primært i spektroskopi for å analysere lys fra kilder som stjerner, prøver og industrielle lyskilder.

Gratings grunnleggende egenskap er avstanden d mellom to påfølgende spor. Når lys treffer gitteret, følger det gratingligningen d (sin α + sin β) = m λ, der α er innfallsvinkelen, β er utvinkelen, og m er ordensnummeret (et heltall). For Littrow-konfigurasjon er α = β og mλ = 2 d sin α. Antall belyste spor N bestemmer teoretisk oppløsning, og en større N gir generelt bedre oppløsning.

Det finnes to hovedtyper diffraksjonsgitter: mekaniske ruletgitter og holografiske gratings. Mekaniske ruletgitter har sporene skåret inn i et materiale, mens holografiske gratings fremstilles ved interferens av laserlys og kan være transmittasjons- eller refleksjonsgratinger. Volumfase-holografiske gratings (VPH) utnytter en varierende refraktiv indeks for høy effektivitet. Gratings kan også være blaze-tilpasset for å maksimere effektiviteten i en bestemt orden og bølgelengde.

Ytelse og mål: Resolving power R = λ/Δλ = mN, der N er antall belyste spor. Den lineære spredningen og vinkelfordelingen beskrives av dispersionen, som følger omtrent dβ/dλ = m/(d cos β). Praktiske hensyn inkluderer ordensoverlapping, som ofte håndteres med filtre eller ordens-sortering.

Bruksområder: diffraksjonsgitterer brukes i astronomiske og kjemiske spektrometre, i fjernmåling av stjerner og gasser, samt i industrielle analytiske instrumenter for kvalitetskontroll og forskning.