Kaj je difrakcijska rešetka?

Difrakcijska rešetka je optični material ali naprava, ki je običajno zasnovana za razbijanje bele svetlobe na različne barve vidnega spektra. Material je vrsta kaljenega stekla, kot je Pyrex, z aluminijasto prevleko in epoksidno plastjo na sredini, ki je naseljena s tisoči mikroskopskih rež ali leč, znanih tudi kot prizme. Odvisno od kakovosti materiala difrakcijske rešetke in posebnih valovnih dolžin svetlobe, s katerimi naj bi komuniciral, se lahko uporablja za poceni zabavne namene, kot so specializirana očala, ali v aplikacijah, kot so prenos podatkov iz optičnih vlaken in spektrometri.

Rešetka v bistvu ustvarja učinek prizme na veliki površini, ki ima lahko ločljivost do atomske skale. Svetloba ima različne rezultate, ko prehaja skozi uklonsko rešetko, odvisno od tega, kakšne vrste je. Nekoherentna bela svetloba je razdeljena na vse vidne barve spektra, ker se vsaka barva svetlobe, ko izstopa iz rešetke, ukloni pod različnim kotom. Koherentna laserska svetloba se razcepi ali ukloni na vsako stran, kjer prehaja skozi rešetko, pri čemer nastane ponavljajoči se vzorci žarkov z manjšo intenzivnostjo, ko pridejo dlje levo ali desno od mesta, kjer je laser vstopil v rešetko.

Ravnala difrakcijska rešetka ima višjo stopnjo učinkovitosti pri obdelavi svetlobe kot holografska, vendar sta obe zgrajeni na enakih principih in izdelani iz iste vrste materiala. Holografske rešetke so izdelane s postopkom laserja in fotolitografije. Laboratorijsko izravnane rešetke so izdelane z diamantnim rezalnikom, ki zarezuje odsevno površino.

Odsev večbarvne svetlobe, ki ga prikaže zgoščenka (CD) ali digitalni video disk (DVD), ko ga držimo pred svetlobo, je primer učinka holografske difrakcijske rešetke. To je posledica dejstva, da so skladbe na disku za shranjevanje podatkov na CD-ju zapisane na dovolj fini ravni s širino okoli 1,600 nanometrov ali manj z DVD-jem, da lahko razbijejo vidno svetlobo v območju okoli 600 nanometrov. Holografska stekla z difrakcijsko rešetko so izdelana na nižji ravni kakovosti, vendar ustvarjajo enak osnovni vizualni učinek.

Bolj izpopolnjene ravne uklonske rešetke se pogosto uporabljajo v masni spektrometriji za kategorizacijo elementov v spojinah tako, da jih vzbujajo v plinski obliki z električno razelektritvijo in prehajajo svetlobo, ki nastane skozi difrakcijsko rešetko. Rešetke imajo lahko tudi poseben Blaze kot na reže. To pomeni, da imajo majhne prizme na površini, ki razbijajo svetlobo, en konec višji od drugega, kar imenujemo žagasti profil.

Blaze koti se uporabljajo za koncentracijo izhoda difrakcijske rešetke na določeno pasovno območje svetlobnega spektra. To se naredi za doseganje največje ločljivosti v določenem pasu svetlobe, znanem kot valovna dolžina Blaze. Druge metode ciljanja na določene valovne dolžine svetlobe vključujejo multipleksiranje z delitvijo valovne dolžine, ki se uporablja v optičnih vlaknih. Z ločevanjem različnih valovnih dolžin lahko vsako od njih uporabimo kot posamezen tok podatkov, vsi pa lahko potujejo po optičnem kablu hkrati, ne da bi pri tem motili drug drugega.