2020-04-12
333
Дифракционные решётки используются на практике, главным образом, в приборах спектрального анализа падающего на них излучения (см. Приложение 4). При этом рассмотренные дифракционные решётки, работающие на пропускание, используются крайне редко. Основной причиной этого является концентрация наибольшей интенсивности дифракционного света в нулевом порядке. В Приложении 4 показано, что разрешающая способность дифракционного спектрального прибора пропорциональна используемому порядку дифракции. Отражательная дифракционная решётка даёт возможность сконцентрировать основной максимум дифрагированного света в любом порядке. На рис. 7.34 показан профиль отражательной дифракционной решётки. Угол падения 
и угол дифракции 
, показанные на рисунке, считаются положительными.
Рис. 7.34 Профиль отражательной решётки
Формулы (7.59) и (7.60) справедливы и для отражательной решётки. Параметры 
и 
в этих формулах определяются следующими выражениями:
,
,
где 
– период, 
– размер рабочей грани решётки; 
– угол наклона рабочей грани к плоскости решётки. Для того чтобы обеспечить концентрацию дифракционного излучения в заданном порядке m, необходимо, чтобы максимум функции 
совпал с m -ым главным максимумом функции 
. Функция 
принимает максимальное значение равное единице при 
=0, т.е. при угле дифракции 
; как следует из рисунка 7.34, этот угол соответствует зеркальному отражению от рабочей грани решётки и называется углом блеска.
|
|
|
Если сформировать профиль решётки таким образом, чтобы при угле блеска выполнялось условие 
, и, следовательно, имело место равенство:
,
то m -ый главный максимум дифракции будет иметь наибольшее значение. В качестве примера на рисунке 7.35 показаны графики функций 
и 
для отражательной решетки, работающей в порядке m = - 3.
Рис. 7.35 Функции 
и 
для отражательной дифракционной решётки
Основной характеристикой дифракционной решётки является её разрешающая способность, т.е. способность разрешать раздельно две близко расположенные монохроматические линии, с разностью длин волн 
между ними – так называемый спектральный предел разрешения. Количественно разрешающая способность решётки выражается относительной величиной
.
В Приложении 4 показано, что она определяется формулой
,
где m – используемый рабочий порядок; N – общее число штрихов дифракционной решётки. Именно поэтому отражательные дифракционные решётки, обеспечивающие возможность работы в высоких порядках дифракции, имеют ощутимые преимущества перед прозрачными. Разрешающая способность современных дифракционных спектральных приборов достигает значений 
.
|
|
|
