Diffraktionsgitter

Ein Diffraktionsgitter ist ein optisches Bauelement mit einer regelmäßigen Anordnung von Rillen oder Spalten. Durch Beugung und Interferenz zerlegt es das einfallende Licht in seine spektralen Komponenten. Je nach Aufbau treten Maxima in bestimmten Winkeln auf, wodurch einzelne Wellenlängen verstärkt sichtbar werden. Gitter werden als Transmissions- oder Reflexionsgitter ausgeführt.

Die Lage der Maxima wird durch die Beugungsgleichung beschrieben. Für einen Rillabstand d, Einfallswinkel α und Beugungswinkel β gilt in der Regel m λ = d (sin α + sin β), wobei m die Ordnung ist. Mehrere Ordnungen liefern Spektrallinien; deren Überlagerung kann zu Überschneidungen führen. Die spektrale Auflösung eines Gitters ist ungefähr R ≈ m N, mit N der Anzahl beleuchteter Rillen.

Gitter unterscheiden sich durch ihre Rillenform und -herstellung. Blazed-Gitter, auch als geblaßte Gitter bezeichnet, richten die Energie gezielt in einer bestimmten Ordnung auf Maxima aus. Es gibt mechanisch gerillte (ruled) Gitter sowie holografische Gitter. Holografische Gitter weisen oft geringer Streulichtanteil auf und lassen sich flexibel gestalten.

Typische Anwendungen finden sich in der Spektroskopie, der Astronomie, der chemischen Analytik sowie in Laser- und Kommunikationssystemen. Als dispersives Element in Monochromatoren oder mehrstufigen Spektrometern ermöglichen Diffraktionsgitter die Bestimmung von Wellenlängen. Die Wahl von Gittertyp, Rillendichte und Blaze hängt von Zielwellenlänge, Auflösung und Strahlführung ab.