Kas yra difrakcinė gardelė?

Difrakcinė gardelė yra optinė medžiaga arba įtaisas, paprastai skirtas baltą šviesą suskaidyti į įvairias matomo spektro spalvas. Medžiaga yra grūdintas stiklas, pavyzdžiui, Pyrex, su aliuminio danga ir epoksidiniu sluoksniu viduryje, kuriame yra tūkstančiai mikroskopinių plyšių arba lęšių, taip pat žinomų kaip prizmės. Priklausomai nuo difrakcijos gardelės medžiagos kokybės ir specifinių šviesos bangų ilgių, su kuriais ji turi sąveikauti, ji gali būti naudojama pigiems pramoginiams tikslams, pavyzdžiui, specializuotiems akiniams, arba tokiose srityse kaip šviesolaidinis duomenų perdavimas ir spektrometrai.

Grotelės iš esmės sukuria prizmės efektą dideliame paviršiaus plote, kurio skiriamoji geba gali siekti iki atominės skalės. Šviesa turi skirtingus rezultatus, kai ji praeina per difrakcijos gardelę, priklausomai nuo to, kokio tipo ji yra. Nenuosekli balta šviesa suskaidoma į visas matomas spektro spalvas, nes kiekviena šviesos spalva išeina iš grotelių difrakcija skirtingu kampu. Darni lazerio šviesa skyla arba difraktuoja į kiekvieną pusę, kur ji praeina per groteles, ir sukuria pasikartojančius mažėjančio intensyvumo pluoštų modelius, kai jie patenka į kairę arba dešinę nuo vietos, kur lazeris pateko į groteles.

Linijinės difrakcijos gardelės apdorojant šviesą yra efektyvesnės nei holografinės, tačiau abi yra sukurtos tais pačiais principais ir pagamintos iš tų pačių medžiagų. Holografinės grotelės gaminamos lazerio ir fotolitografijos būdu. Laboratoriniu lygiu reguliuojamos grotelės gaminamos deimantiniu pjaustytuvu, įrėžiant atspindintį paviršių.

Įvairiaspalvės šviesos atspindys, kurį rodo kompaktinis diskas (CD) arba skaitmeninis vaizdo diskas (DVD), kai yra laikomas prieš šviesą, yra holografinės difrakcijos gardelės efekto pavyzdys. Taip yra dėl to, kad kompaktinių diskų duomenims saugoti skirtame diske esantys takeliai įrašyti pakankamai tiksliai, maždaug 1,600 nanometrų pločio arba mažesnio, kai yra DVD, kad galėtų suskaidyti matomą šviesą maždaug 600 nanometrų. Difrakcinės grotelės holografiniai stiklai gaminami žemesnės kokybės, tačiau sukuria tą patį pagrindinį vaizdo efektą.

Sudėtingesnės valdomos difrakcijos gardelės yra plačiai naudojamos masių spektrometrijoje, siekiant suskirstyti junginių elementus į kategorijas, sužadinant juos dujų pavidalu su elektros išlydžiu ir perduodant gautą šviesą per difrakcijos gardelę. Liniuotos grotos taip pat gali turėti specialų Blaze kampą į plyšius. Tai reiškia, kad mažų prizmių paviršiuje, ardančių šviesą, vienas galas yra aukštesnis už kitą, vadinamas pjūklo profiliu.

Blaze kampai naudojami difrakcijos gardelės išėjimui sutelkti tam tikroje šviesos spektro juostos srityje. Tai daroma siekiant gauti maksimalią skiriamąją gebą tam tikroje šviesos juostoje, vadinamoje Blaze bangos ilgiu. Kiti metodai, skirti nukreipti į tam tikrus šviesos bangos ilgius, apima bangos ilgio padalijimą, naudojamą šviesolaidinėje optikoje. Atskirdami skirtingus bangos ilgius, kiekvienas iš jų gali būti naudojamas kaip atskiras duomenų srautas ir visi jie vienu metu gali keliauti šviesolaidiniu kabeliu, netrukdydami vienas kitam.