Grátaí díraonta
Eilimintí optúla scaipthe · Speictreascópacht · Léasair · Telecom · Foinse: PhotonLab
Is comhpháirteanna optúla tábhachtacha iad grátaí díraonta i raon leathan feidhmchlár, lena n-áirítear speictriméadar, ionstraimí anailíse eile, teileachumarsáid, agus córais léasair. Tá struchtúr groove tréimhsiúil micreascópach ag gríl a scoilteann solas teagmhais isteach i ilchosáin bhíoma trí dhíraonadh, rud a fhágann go n-iomadaíonn solas tonnfhaid éagsúla i dtreonna difriúla. Déanann sé seo gríl díraonta atá cosúil go feidhmiúil le priosma scaipthe, cé go scarann priosma tonnfhaid trí thonnfhad-athraonadh cleithiúnach seachas díraonadh (Fíor 1).
Fíor 1. Scarann priosma scaipthe tonnfhaid trí athraonta (barr), agus scarann gríl díraonta na tonnfhaid trí dhíraonadh mar gheall ar a struchtúr dromchla (bun).
Déantar teagmhas solais ar ghríl a dhíraonadh de réir na cothromóide gráta:
Anseo,mis slánuimhir é a dhéanann cur síos ar an ord díraonta (nó speictreach),λis é tonnfhad an tsolais,dan bhfuil an spás idir na h-eoin ar an ngríl, is uillinn mhinicíochta, agus an uillinn díraonta solais a fhágann an ghríl. Tarlaíonn trasnaíocht inchiallaithe ar aghaidheanna tonn difreáilte éagsúla ag iolraithe slánuimhir an tonnfhad, agus is é sin an fáth go bhfuil “m” le feiceáil sa chothromóid (1).msainmhíníonn an t-ordú díraonta:m= 1 a thugtar ar -díraonadh céad ordú,mIs é=2 an dara -díraonadh ord, agus mar sin de (Fíor 2). Más rud ém= 0, déantar an solas a fhrithchaitheamh go díreach ón ngríl nó a tharchur tríd, ag brath ar cé acu an gríl frithchaite nó tarchurtha é; díraonadh ordaithe náid a thugtar air seo. Murab ionann agus priosma scaipthe, bíonn tonnfhaid níos giorra i gcónaí níos gaire don solas a fhrithchaitear nó a tharchuirtear go díreach-sa chás seo, an 0ú ord. Tá roinnt forluí ann idir orduithe éagsúla. Tomhaistear na huillinneacha go léir ón ngríl gnáth (ingearach leis an ngríl).
Fíor 2. Tá roinnt solais frithchaite go díreach mar dhíraonadh 0ú-ordaithe, agus déantar codanna eile den solas teagmhais a dhíraonadh in uillinneacha an chéad ordaithe ag brath ar an tonnfhad. Déantar méideanna níos lú a dheighilt i-uillinn 2ú{- agus 3ú-díraonadh ordaithe níos airde.
Cad is cóir a mheas agus gríl á roghnú
Agus gríl á roghnú, tá sé tábhachtach an raon tonnfhad, an tonnfhad blaze (an tonnfhad leis an éifeachtacht is airde sa speictream díraonta), agus an uillinn blaze a shonrú. Déanann an uillinn dóite cur síos ar an uillinn díraonta den chéad ord de thonnfhad an dóiteáin. Ag an uillinn seo, agus i gcothromóid (1) tá siad cothrom, agus díraontaítear an solas teagmhais siar sa treo ónar tháinig sé. Tugtar cumraíocht Littrow ar an gcoinníoll seo freisin. Tugann oibriú gar don uillinn seo an éifeachtacht is airde.
De ghnáth sonraítear dlús groove, nó minicíocht groove. Is é inbhéartach an spásáil grooved. Airí lárnach de chóras optúil is ea a scaipeadh, ach braitheann sé seo ar airíonna an ghríl agus ar an gcaoi a n-úsáidtear an grát. Gan sonraí córais eile, ní féidir riail a shannadh do ghríl ina aonar, amhail "comhfhreagraíonn rothlú áirithe do scaradh tonnfhad áirithe." Féadfar cumhacht réitigh gríl a shonrú freisin, agus baineann sé le taifeach speictreach an chórais. Mar sin féin, braitheann an taifeach seo ar an ghríl agus ar na slits isteach agus amach as an gcóras. Cumhacht réitigh an ghrílRag brath ar an ord speictreachmagus líon na n-eochair faoi soilsiúN:
Go hiondúil bíonn an oiread sin eiteacha soilsithe nach gcuireann an scoilteanna isteach agus amach-an ghríl-teorainn ar thaifeach an chórais. Is féidir cuair éifeachtúlachta a úsáid freisin chun an leibhéal díraonta a fhíorú thar gach tonnfhad a úsáidtear san fheidhmchlár.
Ba chóir go mbeadh gríl chomh mór ar a laghad leis an gcón solais eachtra nó leis an léas; ar shlí eile caillfear solas ó na himill. Mar sin, ba cheart gríl a fholú i gcónaí chun cosc a chur ar sholas strae preabadh timpeall an chórais agus comharthaí bréagacha a ghiniúint.
Cineálacha rátálacha
Grátaí Machnaimh vs. Grátaí Tarchuir
Is iad an dá chatagóir is leithne ná grátálacha machnaimh agus grátálacha tarchuir. Léiríonn Fíoracha 1 agus 2 grátálacha machnaimh: scátháin go bunúsach le grooves micreascópacha. Léiríonn gach ord díraonta ón ghríl ag uillinneacha éagsúla. Tá gríl tarchuir cosúil le lionsa le héisteacha micreascópacha: téann na horduithe díraonta go léir tríd an ngríl, ach déantar iad a fhritháireamh leis na huillinneacha a thugtar in Cothromóid (1).
Grátaí Rialáilte vs Grátaí Holographic
Is féidir grátálacha machnaimh agus tarchurtha a roinnt tuilleadh i ngrátaí rialaithe agus i ngrátálacha holografacha, atá difriúil maidir leis an gcaoi a gcruthaítear na próifílí groove. I ngrátálacha rialaithe, déantar grooves a ghreanadh go meicniúil nó a ghearradh sa chomhpháirt. I ngrátálacha holografacha, tugtar grooves isteach go optúil: déantar ábhar fóta-íogair ar a dtugtar photoresist a thaisceadh ar fhoshraith agus a nochtadh do phatrún trasnaíochta optúla. Baintear an photoresist atá fágtha go ceimiceach ansin, rud a fhágann an patrún gríl. Is iondúil go mbíonn grooves triantánacha ag gráid rialaithe (Fíor 3), agus is gnách go mbíonn grooves sinusoidal ag gráid holografacha (Fíoracha 3 agus 4).
Fíor 3. Go hiondúil bíonn eireacha triantánacha ag gráid díraonta rialaithe. Saighead ar ghríl: treo an lasáin.
Fíor 4. Go hiondúil bíonn eireacha sinusóideacha ag gráid díraonta holografacha.
Echelle Gréithe
Is sainairíonna é gríl echelle go bhfuil spásáil eite níos mó nó dlús groove níos ísle ná an gnáth-grátálacha-timpeall 10 × go hiondúil, agus uaireanta suas le 100 ×. Má dhéantar gríl echelle a shoilsiú ag uillinn ard mhinicíochta ( ) cruthaítear ard-scaipeadh, ardtaifeach, agus éifeachtacht spleách-polarúchán íseal. Oireann na rátálacha seo go maith d’fheidhmchláir óna dteastaíonn ardtaifeach, ar nós ionstraimí réalteolaíocha íogaire agus córais atá ag gabháil don leibhéal adamhach.
Grátaí Eitleáin vs Grátaí Cuasach
Is féidir na cineálacha grátála thuas go léir a roinnt tuilleadh i ngrátaí eitleáin agus i ngrátaí cuasacha, ag cur síos ar a gcruth iomlán. Tá grátaí eitleáin cothrom agus níos coitianta. Má tá na grooves díreach agus go cothrom spásáilte, tá an ghríl cothrom, agus tá an solas teagmhais imbhuailte, ansin fanann an solas díraonta go léir imbhuailte. Tá sé seo tairbheach i go leor iarratas toisc go n-éiríonn airíonna fócasacha an chórais neamhspleách ar thonnfhad. I gcomparáid le grátálacha cuasacha, laghdaítear castacht an chórais freisin de ghnáth ar ghrátaí eitleáin. Tá grátaí cuasacha cuartha, mar sin tagann siad le chéile nó idirdhealaíonn siad solas. Tá sé seo úsáideach chun líon iomlán na gcomhpháirteanna optúla i gcóras a laghdú, ach braitheann na hairíonna fócasaithe ansin ar thonnfhad.
Feidhmchláir Ghratála
Monacrómataitheoirí
Úsáideann monacrómatóir gríl cuasach nó plána mar aon le scátháin chun banda caol a roghnú ón solas teagmhais. Má théann foinse solais bhán isteach i ngléas den sórt sin, scagfaidh sé amach gach tonnfhad seachas an banna aschuir caol atá beartaithe. I bhFíor 5 taispeántar conas a rothlaíonn monacrómatóir an ghríl ionas go dtéann tonnfhaid éagsúla tríd an scoilt amach agus go gcuirtear bac ar gach tonnfhad eile.
Fíor 5. Monacrómatóir eitleáin (barr) agus monacrómataí cuasach-grating monacrómataí (bun) araon, rothlaíonn siad an ghríl chun orduithe díraonta a scanadh trasna an scoilte scoir agus cinneann siad go beacht cé na tonnfhaid a fhéadfaidh an gléas a fhágáil.
Speictriméadar
Cosúil le monacrómatóirí, scarann speictriméadar tonnfhaid foinse leathanbhanda, ach níl aon pháirteanna gluaiste acu. Ina áit sin, déantar gach tonnfhad scartha a íomháú go comhuaineach ar eagar brathadóireachta (Fíor 6). Déantar gach tonnfhad a íomháú ar shraith éagsúil picteilín, rud a ligeann don fheiste a chinneadh cé mhéad de gach tonnfhad atá san fhoinse leathanbhanda. Úsáidtear speictriméadar go hiondúil nuair a bhíonn gá le hanailís speictreach gasta, mar níl aon ghá le tonnfhaid a scanadh thar brathadóir, rud a shábhálann am.
Fíor 6. Úsáideann speictriméadar grátála eitleáin (barr) agus speictriméadar grátála cuasach (bun) araon gríl fosaithe chun tonnfhaid theagmhais a scaradh ar phicteilíní éagsúla d'eagar braite.
Tiúnadh Léasair
Tá roinnt bealaí ann chun gríl díraonta a úsáid chun aschur speictreach léasair a choigeartú nó chun a bhanda aschuir a chaolú. Is féidir an gríl a rothlú ionas nach bhfágann ach ordú díraonta ar leith an léasair; féadfaidh an gríl fanacht ina stad fad is a rothlaíonn scáthán chun an banna aschuir a scagadh; nó féadann an gríl scáthán taobh istigh den léasair a athsholáthar chun an banna aschuir a chaolú (Fíor 7).
Fíor 7. Léiríonn na trí shocrú seo bealaí éagsúla ina n-úsáidtear gríl chun tonnfhad aschuir léasair a choigeartú nó chun raon tonnfhad an aschuir a chaolú.
Síneadh Pulse Léasair, Comhbhrú, agus Aimpliú
Is minic a bhíonn buaic-chumhacht ard ag bíoga gearra léasair, cosúil le bíoga ultrafast, a d'fhéadfadh damáiste a dhéanamh do bhratuithe íogaire optúla agus do chomhpháirteanna. Chun é seo a sheachaint, úsáidtear péire grátálacha díraonta uaireanta chun an chuisle a shíneadh, ag méadú a ré agus ag laghdú a bhuaicchumhachta. Féadfaidh an chuisle sínte dul trí aimplitheoir optúil ansin agus cumhacht a fháil gan dochar a dhéanamh d’aon chomhpháirteanna optúla. Is féidir le péire gríl eile sa chumraíocht droim ar ais fad na bíge a chomhbhrú tar éis an aimplithe, rud a chruthaíonn cuisle gearr, ardchumhachta ag an sprioc (Fíor 8).
Fíor 8. Is féidir grátálacha a úsáid i gcórais léasair bíogacha chun fad bíge a mhéadú-dochar a tharchuirtear le léasair a chosc-agus chun fad bíge a laghdú, ag táirgeadh bíoga cumhachta ard ag an sprioc.
