L'ordre du spectre d'un réseau de diffraction est une formule. Dérivation de la formule du réseau de diffraction

GRILLE DE DIFFRACTION, set grand nombreéléments régulièrement localisés (striations, fentes, rainures, saillies) sur lesquels se produit la diffraction de la lumière. Un réseau de diffraction est capable de décomposer la lumière incidente en un spectre, il est donc utilisé dans les instruments spectraux comme élément dispersant. Généralement, les traits sont appliqués sur une surface en verre ou en métal, plate ou concave. Des traits de profil constant pour un réseau donné se répètent après le même intervalle d, appelé période du réseau de diffraction. Il existe des réseaux de diffraction de transmission et de réflexion qui, en fonction de ce qui change - l'amplitude ou la phase de l'onde lumineuse, sont divisés en amplitude et phase. Le réseau de diffraction d'amplitude de transmission le plus simple est une série de fentes dans un écran opaque (Figure 1, a), un réseau de diffraction d'amplitude réfléchissant est un système de lignes appliquées à un écran plat ou miroir concave(Figure 1,b). Le réseau de diffraction de phase peut prendre la forme d'une plaque de verre profilée (réseau de diffraction en transmission, figure 1, c) ou d'un miroir profilé (réseau de diffraction réfléchissant, figure 1, d). Les appareils modernes utilisent principalement des réseaux de diffraction de phase réfléchissants.

Lorsqu'un faisceau de lumière monochromatique collimaté de longueur d'onde λ tombe selon un angle α sur un réseau de diffraction de période d (Figure 2), constitué de fentes de largeur b séparées par des espaces opaques, une interférence d'ondes secondaires émanant de différentes fentes se produit. En conséquence, après la focalisation, des maxima d'intensité se forment sur l'écran, dont la position est déterminée par l'équation d(sin α + sin β) = mλ, où β est l'angle entre la normale au réseau de diffraction et la direction de propagation du faisceau de diffraction (angle de diffraction) ; m = 0, ±1, ±2, ±3, ... - le nombre de longueurs d'onde par lesquelles une onde provenant d'un certain élément du réseau de diffraction est en retard par rapport à une onde émanant d'un élément du réseau voisin (ou l'avance). Faisceaux monochromatiques liés à différentes significations m sont appelés l'ordre du spectre, et les images de la fente d'entrée qu'ils créent sont appelées raies spectrales M 1. Tous les ordres correspondant à m positif et négatif sont symétriques par rapport à zéro. Plus un réseau de diffraction comporte de fentes, plus les raies spectrales sont étroites et nettes. Si la lumière blanche tombe sur un réseau de diffraction, alors pour chaque longueur d'onde, un ensemble différent de raies spectrales M 2, c'est-à-dire que le rayonnement sera décomposé en spectres selon le nombre valeurs possibles m. Intensité relative Les lignes sont déterminées par la fonction de distribution d'énergie des fentes individuelles.

Les principales caractéristiques d'un réseau de diffraction sont la dispersion angulaire et la résolution. La dispersion angulaire dβ/dλ = m/dcos β caractérise le degré de séparation angulaire des faisceaux de différentes longueurs d'onde. Le pouvoir de résolution R d'un réseau de diffraction, qui caractérise l'intervalle minimum de longueur d'onde δλ qu'un réseau de diffraction donné peut séparer, est déterminé par l'expression R = λ/δλ = mN = Nd(sin α + sin β)/λ (N est le nombre de lignes de réseau). À angles donnés la résolution ne peut être augmentée qu'en augmentant la largeur de l'ensemble du réseau de diffraction Nd. La région de dispersion du réseau de diffraction, c'est-à-dire la valeur de l'intervalle spectral Δλ dans lequel le spectre d'un ordre donné ne chevauche pas les spectres d'ordres voisins, satisfait la relation Δλ = λ/m.

Les réseaux de diffraction utilisés pour travailler différents domaines spectre, diffèrent par leur taille, leur forme, leur profil de raie et leur fréquence (de 6 000 lignes/mm dans la région des rayons X à 0,25 lignes/mm dans l'infrarouge). Selon la méthode de fabrication, les réseaux de diffraction sont divisés en coupés (originaux), répliques (copies des réseaux de diffraction originaux) et holographiques. Les réseaux de diffraction découpés originaux sont réalisés à l'aide d'une machine de division spéciale équipée d'une fraise diamantée dont le profil détermine la forme de la ligne. Réaliser des répliques consiste à obtenir des empreintes de réseaux de diffraction sur des plastiques puis à y appliquer une couche métallique réfléchissante. Lors de la réalisation d'un réseau de diffraction holographique sur un matériau photosensible, l'interférence de deux faisceaux laser cohérents est enregistrée.

Les réseaux de diffraction ne sont pas utilisés uniquement dans les spectrographes. Ils sont utilisés comme miroirs à réflexion sélective de lasers à fréquences de rayonnement accordables, ainsi que dans des dispositifs permettant la compression des impulsions lumineuses.

Pour gérer les paramètres rayonnement laser on utilise des réseaux de phases, qui sont des zones régulières de compression et de raréfaction dans des liquides ou transparents solides, formés par des ondes ultrasonores excitantes.

Lit. : Born M., Wolf E. Fondements de l'optique. 2e éd. M., 1973 ; Lebedeva V.V. Optique expérimentale. 3e éd. M., 1994 ; Akhmanov S.A., Nikitine S. Yu. Optique physique. 2e éd. M., 2004 ; Sivukhin D.V. Cours général physique. 3e éd. M., 2006. T. 4 : Optique.

Le dispositif à réseau de diffraction est basé sur la propriété de diffraction. Un réseau de diffraction est un ensemble de très grande quantité fentes étroites séparées par des espaces opaques.

La vue générale du réseau de diffraction est présentée dans la figure suivante.

Période de réseau et principe de son fonctionnement

La période du réseau est la somme de la largeur d’une fente et d’un espace opaque. La lettre d est utilisée pour la désignation. La période du réseau de diffraction fluctue souvent autour de 10 µm. Voyons comment fonctionne un réseau de diffraction et pourquoi il est nécessaire.

Une onde plane monochromatique arrive sur un réseau de diffraction. La longueur de cette onde est égale à λ. Les sources secondaires situées dans les fentes du réseau créent des ondes lumineuses qui se propagent dans toutes les directions. Nous rechercherons les conditions dans lesquelles les ondes provenant de différentes fentes se renforceront mutuellement.

Pour ce faire, considérons la propagation des ondes dans n’importe quelle direction. Supposons qu'il s'agisse d'ondes se propageant selon un angle φ.
La différence de trajet entre les ondes sera égale au segment AC. Si un nombre entier de longueurs d'onde peut être placé dans ce segment, alors les ondes de toutes les fentes se chevaucheront et se renforceront.

La longueur Ac peut être trouvée à partir de triangle rectangle ABC.

AC = AB*sin(φ) = d*sin(φ).

Nous pouvons écrire la condition pour l’angle sous lequel les maxima seront observés :

d*sin(φ) = ±k*λ.

Ici, k est n'importe quel entier positif ou 0. Une valeur qui détermine l'ordre du spectre.

Une lentille collectrice est placée derrière la grille. Avec son aide, les rayons parallèles sont focalisés. Si l'angle satisfait à la condition maximale, alors sur l'écran, il détermine la position des maxima principaux. Puisque la position des maxima dépend de la longueur d’onde, le réseau décomposera la lumière blanche en un spectre. Ceci est illustré dans la figure suivante.

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Entre le maximum, il y aura des intervalles d'éclairage minimum. Comment plus grand nombre fentes, plus les maxima seront clairement définis et plus la largeur des minima sera grande.

Le réseau de diffraction est utilisé pour définition précise longueur d'onde. Avec une période de réseau connue, il est très simple de déterminer la longueur d'onde ; il suffit de mesurer l'angle de direction φ au maximum.

Diffraction de la lumière – le phénomène de déviation de la lumière par rapport à la propagation rectiligne lors de la rencontre d'un obstacle, lorsque la lumière, se courbant autour de l'obstacle, pénètre dans la région de son ombre géométrique.

L'expérience de Jung : Il y a deux petits trous dans l'écran opaque, à une courte distance l'un de l'autre. S 1 et S 2. Ces trous sont éclairés par un étroit faisceau de lumière, qui passe à son tour à travers un petit trou. S sur un autre écran. S’il n’y avait pas de phénomène de diffraction, alors nous ne devrions voir qu’un point lumineux du trou. S sur le deuxième écran. En effet, une figure d'interférence stable est observée sur le troisième écran (alternance de bandes claires et sombres).

Le phénomène de diffraction peut s’expliquer par Principe de Huygens-Fresnel.

D'après Huygens, tous les points de la surface atteints dans à l'heure actuelle vague, sont les centres de secondaire ondes sphériques. Dans ce cas, dans un milieu homogène, les ondes secondaires ne sont émises que vers l'avant.

D'après Fresnel, la surface des vagues est à tout moment le résultat de l’interférence d’ondes secondaires cohérentes.

Explication de l'expérience de Jung

Une onde sphérique issue d'un trou selon le principe de Huygens-Fresnel S excite dans les trous S 1 et S 2 oscillations cohérentes. En raison de la diffraction des trous S 1 et S 2, deux cônes de lumière émergent qui se chevauchent partiellement et interfèrent. En raison de l’interférence des ondes lumineuses, des bandes alternées claires et sombres apparaissent sur l’écran. Lorsqu'un des trous est fermé, les franges d'interférence disparaissent.

La diffraction se retrouve dans proximité d'un obstacle seulement si la taille de l'obstacle est proportionnelle à la longueur d'onde (par exemple lumière visibleλ ~ 100 nm).

Diffraction de la lumière par un réseau de diffraction unidimensionnel.

Réseau de diffraction– un dispositif optique qui est un ensemble d’un grand nombre de fentes parallèles, également espacées et de même largeur. Le nombre de coups peut atteindre 2 000 à 3 000 000 pour 1 mm. Réseaux de diffraction transparents fabriqués à partir d'un solide transparent, par exemple des plaques de verre ou de quartz à plans parallèles. Les traits sont appliqués avec un coupe-diamant. Là où le couteau est passé, une surface opaque se forme qui diffuse la lumière. Les espaces entre les traits agissent comme des espaces. Réseaux de diffraction réfléchissants Il s'agit d'une surface miroir (métallique) sur laquelle des traits parallèles sont appliqués. L'onde lumineuse est diffusée par les stries en faisceaux cohérents séparés qui, ayant subi une diffraction par les stries, interfèrent. Le motif d’interférence résultant se forme dans la lumière réfléchie.

Si la largeur des fentes transparentes (ou bandes réfléchissantes) est égale à UN, et la largeur des espaces opaques (ou bandes diffusant la lumière) b, alors la valeur appelé période ou réseau de diffraction constante.

Considérons la diffraction par un réseau de diffraction transparent. Laisse-le tomber sur les barreaux longueur d'onde plane monochromatique l. Pour observer la diffraction à courte distance, une lentille collectrice est placée derrière le réseau et un écran derrière lui est placé sur le distance focale de l'objectif. Des interférences se produisent en chaque point du plan focal de la lentille. N vagues arrivant à ce point de N fentes de grille. C'est ce qu'on appelle l'interférence multi-ondes ou multi-faisceaux. Choisissons une certaine direction des ondes secondaires selon un angle φ par rapport à la normale au réseau. Des rayons venant de points extrêmes deux fentes adjacentes ont une différence de chemin. La même différence de trajet s'appliquera aux ondes secondaires provenant d'autres paires de points de fentes adjacentes, séparées par une distance d les uns des autres. Si cette différence de trajet est un multiple d'un nombre entier de longueurs d'onde, alors des interférences provoqueront des sommets majeurs:

formule de base du réseau de diffraction,

k= 0, 1, 2… - l'ordre des principaux maxima. Des lignes étroites d'une seule couleur sont observées sur l'écran (en fonction de la couleur de l'onde incidente). Ligne en biais φ = 0 est appelée la raie spectrale du premier ordre ( k= 0) des deux côtés se trouvent des raies spectrales du premier ordre situées symétriquement ( k = 1, k= -1), deuxième ordre ( k = 2, k= -2), etc. L'intensité de ces lignes dans N 2 fois l'intensité produite dans la direction φ par une seule fente. Avec la croissance k les raies spectrales deviennent moins brillantes et cessent d'être observées du tout. Le nombre maximum de lignes observé est limité pour les raisons suivantes. Premièrement, à mesure que l'angle augmente φ l'intensité de la lumière émise par une fente individuelle diminue. Deuxièmement, même les fentes très étroites d'une largeur proche de λ , ne peut pas dévier la lumière selon un angle supérieur à. C'est pourquoi, . L'augmentation du nombre de fentes ne modifie pas la position des maxima principaux, mais les rend plus intenses. Lorsque la lumière tombe obliquement selon un angle , la condition pour les maxima principaux est de la forme : .

Entre les principaux maxima apparaissent minimums supplémentaires, dont le nombre est égal N– 1, où Nnombre total fentes de grille. (Dans la figure de gauche pour N= 8 et N= 16 tous les minimums supplémentaires ne sont pas tirés). Ils apparaissent en raison de la compensation mutuelle des vagues de tous N des fissures. À N Les ondes s'annulent, la différence de phase doit différer. Et la différence de chemin optique devrait donc être égale. Les directions des minima supplémentaires sont déterminées par la condition dans laquelle k accepte les valeurs entières autres que 0, N, 2N, 3N,..., c'est-à-dire ceux sous lesquels cette condition se transforme en formule de base réseau de diffraction.

Entre les minima supplémentaires, il y a N – 2 des sommets supplémentaires, dont l'intensité est très faible.

Sous éclairage normal du réseau avec une lumière blanche, un maximum central blanc d'ordre zéro est observé sur l'écran, et des deux côtés de celui-ci - spectres de diffraction 1er, 2ème, etc. ordres de grandeur. Les spectres ont l'apparence de rayures arc-en-ciel, dans lesquelles il y a une transition continue de violet au bord intérieur du spectre au rouge au bord extérieur.

A partir des spectres des 2ème et 3ème ordres, commence leur chevauchement partiel (puisque la condition est remplie).

Les caractéristiques spectroscopiques du réseau sont : la résolution et la dispersion angulaire.

Résolution du réseau de diffraction– grandeur sans dimension, où  est la différence minimale entre les ondes de deux raies spectrales auxquelles ces raies sont perçues séparément, λ est la valeur moyenne des longueurs d'onde de ces raies. On peut prouver que là où L– largeur du réseau de diffraction.

Dispersion angulaire caractérise le degré de séparation spatiale (angulaire) des rayons lumineux de différentes longueurs d'onde : , où φ – distance angulaire entre des raies spectrales dont la longueur d'onde diffère de . C'est facile à prouver.

Ainsi, le réseau est un dispositif spectral qui peut être utilisé dans divers instruments optiques, par exemple dans les spectrophotomètres à diffraction, comme monochromateurs, c'est-à-dire dispositifs qui permettent d'éclairer un objet avec de la lumière dans une plage étroite de longueurs d'onde.

Un réseau de diffraction peut être utilisé pour déterminer la longueur d’onde de la lumière (en utilisant la formule de base du réseau de diffraction). D'un autre côté, la formule de base du réseau de diffraction peut être utilisée pour résoudre le problème inverse : trouver la constante du réseau de diffraction le long de la longueur d'onde. Cette méthode constitue la base de l'analyse par diffraction des rayons X - mesurant les paramètres du réseau cristallin par diffraction. radiographies. Actuellement, l’analyse par diffraction des rayons X de molécules et de systèmes biologiques est largement utilisée. C'est grâce à cette méthode que J. Watson et F. Crick ont ​​établi la structure de la molécule d'ADN (double hélice) et ont reçu le prix Nobel en 1962.

DÉFINITION

Réseau de diffraction- il s'agit du dispositif spectral le plus simple, constitué d'un système de fentes (zones transparentes à la lumière) et de lacunes opaques comparables à la longueur d'onde.

Réseau de diffraction unidimensionnel, composé de fentes parallèles de même largeur, situés dans un même plan, séparés par des espaces d'égale largeur opaques à la lumière. Les réseaux de diffraction réfléchissants sont considérés comme les meilleurs. Ils sont constitués d’un ensemble de zones réfléchissant la lumière et de zones diffusant la lumière. Ces grilles sont des plaques de métal poli sur lesquelles des traits diffusant la lumière sont appliqués au cutter.

Le diagramme de diffraction sur un réseau est le résultat de l’interférence mutuelle des ondes provenant de toutes les fentes. À l'aide d'un réseau de diffraction, une interférence multifaisceau de faisceaux de lumière cohérents ayant subi une diffraction et provenant de toutes les fentes est réalisée.

Une caractéristique d'un réseau de diffraction est sa période. La période du réseau de diffraction (d) (sa constante) est une valeur égale à :

où a est la largeur de la fente ; b est la largeur de la zone opaque.

Diffraction par un réseau de diffraction unidimensionnel

Supposons que la lumière tombe perpendiculairement au plan du réseau de diffraction. onde lumineuse avec longueur. Étant donné que les fentes de la grille sont situées distances égales les uns des autres, alors les différences de trajet des rayons () provenant de deux fentes adjacentes pour la direction seront les mêmes pour l'ensemble du réseau de diffraction considéré :

Les principaux minima d'intensité sont observés dans les directions déterminées par la condition :

En plus des minima principaux, du fait de l'interférence mutuelle des rayons lumineux provenant de deux fentes, les rayons s'annulent dans certaines directions. En conséquence, des minimums d’intensité supplémentaires apparaissent. Ils apparaissent dans les directions où la différence de trajectoire des rayons est nombre impair demi-onde La condition pour les minima supplémentaires est la formule :

où N est le nombre de fentes du réseau de diffraction ; — des valeurs entières autres que 0. Si le réseau comporte N fentes, alors entre les deux maxima principaux il y a un minimum supplémentaire qui sépare les maxima secondaires.

La condition pour les maxima principaux d’un réseau de diffraction est :

La valeur du sinus ne peut pas être supérieure à un, alors le nombre de maxima principaux est :

Exemples de résolution de problèmes sur le thème « Réseau de diffraction »

EXEMPLE 1

Exercice Un faisceau de lumière monochromatique de longueur d’onde θ arrive sur un réseau de diffraction, perpendiculairement à sa surface. Le motif de diffraction est projeté sur un écran plat à l'aide d'une lentille. La distance entre deux maxima d’intensité du premier ordre est l. Quelle est la constante du réseau de diffraction si la lentille est placée à proximité immédiate du réseau et que la distance entre celui-ci et l'écran est L. Considérons que


Solution Comme base pour résoudre le problème, nous utilisons une formule qui relie la constante du réseau de diffraction, la longueur d'onde de la lumière et l'angle de déviation des rayons, qui correspond au nombre maximum de diffraction m :

Selon les conditions du problème, puisque l'angle de déviation des rayons peut être considéré comme petit (), on suppose que :

De la figure 1, il résulte que :

Remplaçons l'expression (1.3) par la formule (1.1) et prenons en compte que , nous obtenons :

A partir de (1.4) nous exprimons la période du réseau :

Répondre

EXEMPLE 2

Exercice En utilisant les conditions de l'exemple 1 et le résultat de la solution, trouvez le nombre de maxima que donnera le réseau en question.
Solution Afin de déterminer l'angle maximum de déviation des rayons lumineux dans notre problème, nous trouverons le nombre de maxima que peut donner notre réseau de diffraction. Pour ce faire, nous utilisons la formule :

où nous supposons que pour . On obtient alors :

Ce n’est un secret pour personne : outre la matière tangible, nous sommes également entourés de champs d’ondes avec leurs propres processus et lois. Il peut s'agir de vibrations électromagnétiques, sonores et lumineuses, inextricablement liées à monde visible, interagissez avec lui et influencez-le. De tels processus et influences sont étudiés depuis longtemps par divers scientifiques, qui en ont déduit des lois fondamentales qui sont toujours d'actualité. L'une des formes d'interaction largement utilisées entre la matière et les ondes est la diffraction, dont l'étude a conduit à l'émergence d'un dispositif tel qu'un réseau de diffraction, largement utilisé dans les instruments de recherche ultérieure. rayonnement des ondes, et dans la vie de tous les jours.

Notion de diffraction

La diffraction est le processus par lequel la lumière, le son et d’autres ondes contournent tout obstacle rencontré sur leur chemin. Plus généralement, ce terme peut être appelé tout écart de propagation des ondes par rapport aux lois optique géométrique, se produisant à proximité d’obstacles. En raison du phénomène de diffraction, les ondes tombent dans la région d'une ombre géométrique, contournent les obstacles, pénètrent à travers les petits trous des écrans, etc. Par exemple, vous pouvez clairement entendre un son lorsque vous êtes au coin d’une maison, grâce à l’onde sonore qui la contourne. La diffraction des rayons lumineux se manifeste par le fait que la zone d'ombre ne correspond pas à l'ouverture de passage ou à l'obstacle existant. Le principe de fonctionnement d'un réseau de diffraction repose sur ce phénomène. L’étude de ces concepts est donc indissociable les unes des autres.

Concept d'un réseau de diffraction

Un réseau de diffraction est un produit optique qui représente structure périodique, constitué d'un grand nombre de fentes très étroites séparées par des espaces opaques.

Une autre version de ce dispositif est un ensemble de traits microscopiques parallèles ayant même forme, déposé sur une surface optique concave ou plate avec le même à une étape donnée. Lorsque les ondes lumineuses tombent sur le réseau, il se produit un processus de redistribution du front d'onde dans l'espace, dû au phénomène de diffraction. Autrement dit, la lumière blanche est décomposée en ondes individuelles de différentes longueurs, qui dépendent de caractéristiques spectrales réseau de diffraction. Le plus souvent, pour travailler avec la plage visible du spectre (avec une longueur d'onde de 390 à 780 nm), des appareils comportant de 300 à 1 600 lignes par millimètre sont utilisés. En pratique, la grille ressemble à une surface plate en verre ou en métal avec des rainures (traits) rugueuses appliquées à certains intervalles qui ne transmettent pas la lumière. À l'aide de grilles de verre, les observations sont effectuées à la fois en lumière transmise et réfléchie, à l'aide de grilles métalliques - uniquement en lumière réfléchie.

Types de grilles

Comme déjà mentionné, selon le matériau utilisé dans la fabrication et les caractéristiques d'utilisation, les réseaux de diffraction sont divisés en réfléchissants et transparents. Les premiers incluent les appareils en métal surface du miroir avec des traits appliqués, qui sont utilisés pour les observations en lumière réfléchie. Dans les réseaux transparents, des traits sont appliqués sur une surface optique spéciale qui transmet les rayons (plate ou concave), ou des fentes étroites sont découpées dans un matériau opaque. Les études lors de l'utilisation de tels appareils sont réalisées en lumière transmise. Les cils sont un exemple de réseau de diffraction grossier dans la nature. En regardant à travers les paupières plissées, vous pouvez à un moment donné voir des raies spectrales.

Principe de fonctionnement

Le fonctionnement d'un réseau de diffraction repose sur le phénomène de diffraction d'une onde lumineuse qui, traversant un système de zones transparentes et opaques, est divisée en faisceaux distincts. lumière cohérente. Ils subissent une diffraction par les raies. Et en même temps, ils interfèrent les uns avec les autres. Chaque longueur d'onde a son propre angle de diffraction, donc une décomposition se produit lumière blanche dans le spectre.

Résolution du réseau de diffraction

Étant un dispositif optique utilisé dans les instruments spectraux, il présente un certain nombre de caractéristiques qui déterminent son utilisation. L'une de ces propriétés est la résolution, qui consiste en la possibilité d'observer séparément deux raies spectrales de longueurs d'onde proches. L'augmentation de cette caractéristique est obtenue en augmentant nombre total raies présentes dans le réseau de diffraction.

DANS bon appareil le nombre de coups par millimètre atteint 500, c'est-à-dire avec longueur totale Pour un réseau de 100 millimètres, le nombre total de raies sera de 50 000. Ce chiffre permettra d'atteindre des maxima d'interférence plus étroits, ce qui permettra de mettre en évidence des raies spectrales proches.

Application des réseaux de diffraction

Grâce à ce dispositif optique, il est possible de déterminer avec précision la longueur d'onde. Il est donc utilisé comme élément dispersant dans les dispositifs spectraux à diverses fins. Un réseau de diffraction est utilisé pour isoler lumière monochromatique(dans les monochromateurs, spectrophotomètres et autres), comme capteur optique de déplacements linéaires ou angulaires (appelé réseau de mesure), dans les polariseurs et les filtres optiques, comme séparateur de faisceau dans un interféromètre, ainsi que dans les verres anti-éblouissants.

Dans la vie de tous les jours, on peut souvent rencontrer des exemples de réseaux de diffraction. Le plus simple des dispositifs réfléchissants peut être considéré comme la découpe de disques compacts, puisqu'une piste est appliquée sur leur surface en spirale avec un pas de 1,6 microns entre les spires. Un tiers de la largeur (0,5 microns) d'une telle piste tombe sur l'évidement (où sont contenues les informations enregistrées), qui diffuse la lumière incidente, et environ les deux tiers (1,1 microns) sont occupés par un substrat intact capable de réfléchir la lumière incidente. des rayons. Par conséquent, un CD est un réseau de diffraction réfléchissant d’une période de 1,6 µm. Un autre exemple d'un tel dispositif est celui des hologrammes différents types et les modalités d'application.

Fabrication

Pour obtenir un réseau de diffraction de haute qualité, il est nécessaire de maintenir une très grande précision de fabrication. Une erreur lors de l'application d'un seul trait ou d'un seul espace entraîne le rejet immédiat du produit. Pour le processus de fabrication, une machine de division spéciale avec des fraises diamantées est utilisée, fixée à une fondation massive spéciale. Avant de commencer le processus de découpe des grilles, cet équipement doit fonctionner pendant 5 à 20 heures en mode veille pour stabiliser tous les composants. La fabrication d'un réseau de diffraction prend près de 7 jours. Malgré le fait que chaque coup ne prend que 3 secondes à appliquer. Lorsqu'elles sont ainsi fabriquées, les grilles présentent des courses parallèles équidistantes les unes des autres, dont la forme en coupe dépend du profil du tailleur diamant.

Réseaux de diffraction modernes pour instruments spectraux

Actuellement répandu nouvelle technologie leur production en créant un motif d'interférence obtenu à partir d'un rayonnement laser sur des matériaux spéciaux sensibles à la lumière appelés photorésists. Le résultat est des produits à effet holographique. Vous pouvez ainsi appliquer des traits sur une surface plane, en obtenant un réseau de diffraction plat ou un réseau sphérique concave, ce qui donnera un dispositif concave ayant un effet de focalisation. Dans le design moderne dispositifs spectraux les deux s’appliquent.

Ainsi, le phénomène de diffraction est fréquent dans la vie quotidienne partout. Cela détermine l'utilisation généralisée de ces ce processus des appareils comme les réseaux de diffraction. Il peut soit faire partie d'équipements de recherche scientifique, soit être présent dans la vie quotidienne, par exemple comme base de produits holographiques.



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