Mikä on diffraktioritilä?

Diffraktiohila on optinen materiaali tai laite, joka on yleensä suunniteltu hajottamaan valkoinen valo näkyvän spektrin eri väreihin. Materiaali on eräänlainen karkaistu lasi, kuten Pyrex, jossa on alumiinipinnoite ja keskellä oleva epoksikerros, jota asustaa tuhannet mikroskooppiset raot tai linssit, jotka tunnetaan myös prismoina. Diffraktiohiomamateriaalin laadusta ja valon erityisistä aallonpituuksista riippuen, joiden kanssa sen on tarkoitus olla vuorovaikutuksessa, sitä voidaan käyttää joko edullisiin viihdetarkoituksiin, kuten erikoislasit, tai sovelluksiin, kuten kuituoptiseen tiedonsiirtoon ja spektrometreihin.

Ritilä luo olennaisesti prisman vaikutuksen suurelle pinta -alalle, jonka resoluutio voi olla atomiasteikolla. Valolla on erilaiset tulokset, kun se kulkee diffraktiohilan läpi sen tyypin mukaan. Epäjohdonmukainen valkoinen valo hajoaa spektrin kaikkiin näkyviin väreihin, koska jokainen valon väri hajautuu eri kulmasta, kun se poistuu säleiköstä. Koherentti laservalo halkeaa tai hajautuu kummallekin puolelle, kun se kulkee ritilän läpi, tuottaen toistuvia kuvioita pienenevistä säteistä, kun ne pääsevät kauemmas vasemmalle tai oikealle siitä, missä laser tuli ritilään.

Hallitun diffraktioristikon tehokkuus valon käsittelyssä on korkeampi kuin holografisen, mutta molemmat on rakennettu samoille periaatteille ja valmistettu samantyyppisestä materiaalista. Holografiset ritilät valmistetaan laser- ja valolitografiaprosessilla. Laboratoriotasoiset ritilät valmistetaan timanttileikkurilla, joka pisteyttää heijastavan pinnan.

Monivärisen valon heijastus, jonka CD -levy (CD) tai digitaalinen videolevy (DVD) näyttää, kun sitä pidetään valoa vasten, on esimerkki holografisesta diffraktiohilan vaikutuksesta. Tämä johtuu siitä, että levyn raidat CD -tietojen tallennusta varten on kirjoitettu riittävän tarkalle tasolle, noin 1,600 nanometrin leveydelle tai vähemmän DVD -levylle, jotta ne pystyvät hajottamaan näkyvän valon noin 600 nanometriä. Diffraktiohilan holografiset lasit on valmistettu alhaisemmalla laadulla, mutta ne tuottavat saman visuaalisen vaikutelman.

Kehittyneempiä säänneltyjä diffraktiohiiloja käytetään laajalti massaspektrometriassa yhdisteiden elementtien luokittelemiseksi jännittämällä ne kaasun muodossa sähköpurkauksella ja johtamalla tuotettu valo diffraktiohilan läpi. Viivastetuilla ritilöillä voi olla myös erityinen Blaze -kulma rakoihin nähden. Tämä tarkoittaa, että pinnan pienillä prismoilla, jotka hajottavat valoa, on toinen pää, joka on korkeampi kuin toinen, jota kutsutaan sahahammasprofiiliksi.

Sytytyskulmia käytetään keskittämään diffraktiohilan ulostulo tietylle valonspektrin kaista -alueelle. Tämä tehdään maksimaalisen resoluution saavuttamiseksi tietyllä valon kaistalla, joka tunnetaan Blaze -aallonpituutena. Muita valon tiettyjen aallonpituuksien kohdistusmenetelmiä ovat kuituoptiikassa käytetty aallonpituusjakoinen multipleksointi. Erottamalla eri aallonpituudet kutakin voidaan käyttää yksittäisenä datavirtana, ja ne kaikki voivat kulkea kuitukaapelia pitkin samanaikaisesti häiritsemättä toisiaan.