Эшелетт

Элементы с подобной зависимостью /(Фо) были открыты в 1969 г. и названы киноформами [52]. До сих пор, однако, не существует удовлетворительной технологии их изготовления, за исключением нарезных спектральных решеток [35]. Такие решетки, называемые в спектроскопии эшелеттами, были известны задолго до появления понятия киноформ. [c.195]

Были также предложены дифракционные решетки типа эшелетт в качестве фильтров с пропусканием в широкой инфракрасной области между 2 и 15 мкм. Будучи использованы в качестве зеркал, они ослабляют путем дифракции коротковолновые излучения, если угол падения и постоянная решетки выбраны правильно [Л. 149]. [c.78]

Рис. 7.4 Профиль штрихов эшелетта

На рис. 7.5 приведены зависимости 2у от ф применительно к эшелеттам с р, равным 300 и 600 штрихов/мм. Эта совокупность кривых позволяет определить для любых значений ф и X значение угла у, обеспечивающее максимальную отражательную способность. Отметим, что увеличение частоты штрихов приводит к уменьшению максимальной отражательной способности, особенно при [c.255]

Рис, 7.5. Зависимость оптимального угла падения <р от угла наклона ступеньки эшелетта при плотности штрихов, а — 300 штрихов /мм б— 600 штрихов/мм. Длины волн / — 0,7 нм 2 — 0,8 нм 3 — 1,0 нм 4 — 1,3 нм б — 1,6 нм 6 — 1,7 нм 7 — 2,3 нм 3 — 2,7 нм 9 — 3,1 нм 10 — 4,4 нм [c.256]

Для обращенной установки условие концентрации может быть получено при отрицательных значениях у и в положительных порядках дифракции, т. е. для эшелетта, повернутого на 180°. Уравнения для обращенной установки могут быть получены из приведенных уравнений заменой у на (—у), ф на ср и ф на ф. На рис. 7.6 представлены результаты расчета максимально возможной отражательной способности эшелеттов с р — 600 штрихов/мм для различных длин волн [19]. В этих расчетах использованы коэффициенты отражения, определенные в работе [15]. Расчет угловых зависимостей коэффициента отражения для одного данного эшелетта (при фиксированном значении у и различных значениях ф), требующий применения более сложных формул, здесь не приводится. Как видно из рис. 7.6, максимальное значение коэффициента отражения достигает 30 % при X, = 2,3 нм при угле падения ф = 2° и покрытии из N1 и Аи. [c.256]

Метод приближенного расчета максимального значения коэффициента отражения для идеализированного профиля штриха эшелетта позволяет правильно определить районы концентрации [c.256]

Рис. 7.6. Максимальные значения коэффициентов отражения эшелеттов с р = 600 штри-

Как уже отмечалось, асферические решетки и решетки о переменным шагом штрихов могут иметь значительно большую апертуру (до 1/10—-1/20), которая ограничивается ростом других типов аберраций — комы и кривизны поля. В п. 7.1.2 было показано, что эффективность эшелетта максимальна в положении блеска, т. е. при равенстве углов падения и дифракции по отношению к отражающей грани штриха. Нарезка вогнутых решеток обычно выполняется так, что угол наклона граней штрихов постоянен по отношению к хорде, стягивающей края решетки. При выполнении условия блеска для центра решетки оно нарушается для ее краев, поэтому эффективность дифракции от центра к краям заметно снижается (особенно для решеток о увеличенной апертурой) [24, 28, 77]. Для устранения этого дефекта и повышения полезной апертуры решетка по ширине разделяется на несколько участков, и в пределах каждого участка угол наклона граней при нарезке подстраивается под средний угол падения лучей. Такой прием широко используется, например, в УФ-области (Я < 250 нм), где среднюю эффективность сферической решетки в пределах апертуры около 1/16 удается увеличить в 1,1—1,7 раза [33]. Поскольку отражение от отдельных участков некогерентно, спектральное разрешение такой решетки определяется не полной шириной, а шириной отдельного участка. [c.269]

В табл. 7.1 приведены значения теоретической эффективности в максимуме 1-го порядка для оптимизированных решеток о различным профилем штриха, имеющих 600 штрихов/мм в золотое покрытие, на длине волны 10,9 нм [481. Сравнение показывает, что наибольшую эффективность имеет эшелетт, эффективности синусоидальной и ламинарной решеток почти одинаковы и примерно в два раза меньше, чем у эшелетта. С уменьшением длины волны вследствие зависимости коэффициентов отражения от угла скольжения это различие уменьшается. Для сравнения в правом столбце таблицы приведены значения эффективности аналогичных решеток в видимой области спектра при нормальном падении, где коэффициенты отражения можно считать равными 1. [c.270]

В области 1 <3 А, <2 < 10 нм реальная эффективность эшелеттов и голографических решеток практически одинакова и не превосходит 15—17 % [13, 50, 47, 48, 63, 87]. В этой области начинает сказываться влияние неоднородности формы штрихов и шероховатости поверхности граней, поэтому эффективность зависит в большей степени от индивидуального качества изготовления решетки, чем от ее типа. Например, измерения 24 нарезных и голографических решеток на длине волны 4,4 нм показали [63], что разброс в эффективности решеток одинакового типа доходит до одного порядка. Эффективность на этой длине волны максимальна при плотности 600 штрихов/мм (17 %) и монотонно уменьшается примерно до 2 % для 3600 штрихов/мм. [c.271]

Для длин волн короче 1 нм наибольшую эффективность (около 5 %) имеют ламинарные решетки, полученные травлением на стекле без. покрытия к ним приближаются голографические ре-шетки-эшелетты, также изготовленные о помощью травления [87, 81]. Нарезные решетки в этой области имеют очень низкую эффективность (менее 1 %) вследствие сильного рассеяния на неоднородностях штрихов [54, 87], (особенно для решеток с высокой плотностью штрихов, у которых в отражении участвует лишь верхушка штриха). [c.271]

Дальнейшее снижение аберраций возможно при переходе от прямолинейных штрихов к искривленным. Оптимальная форма штрихов, очевидно, должна соответствовать интерференционной картине от двух источников, располагающихся в стигматических точках ХдЯ т = 0. Центральный штрих такой картины — прямой, остальные — гиперболы противоположного знака. Изготовление такой решетки для рентгеновской области спектра очень сложно, так как при голографировании с использованием лазеров видимого или ближнего УФ-диапазона ( 300 нм) решетка должна работать в высоких порядках спектра, т. е. быть эшелеттом о высоким качеством штрихов. Более простое решение состоит в замене гиперболических штрихов на концентрические окружности, центр симметрии которых лежит в плоскости решетки на прямой, соединяющей точки фокуса я т — 0 (рис. 7.12, а). Такую решетку уже технически возможно нарезать на существующих станках. [c.277]

Понятно, что эффективное использование решеток невозможно без серьезного теоретического и экспериментального исследования их дифракционных свойств. Первые работы такого плана появились в начале двадцатого века. Вуд усовершенствовал дифракционную решетку, нанеся на нее борозды известной геометрической формы, что позволило определять распределение энергии по отдельным спектрам, и экспериментально обнаружил свойство аномального рассеяния волн [13, 14]. Рэлей первый представил рассеянное поле вблизи периодической структуры в виде разложения в ряд по плоским волнам, теоретически исследовал дифракцию волн на эшелетте [15,16] и создал один из наиболее известных приближенных методов, которыми располагала теория дифракции до появления строгих решений. [c.6]

Второй нетривиальный вывод из (1.48) получаем при исследовании спектральных свойств эшелетта с прямоугольными зубцами (рис. 6, в). Во многих оптических и микроволновых устройствах используется важное свойство такой структуры — полное отражение энергии Я-поляризованной волны назад в передатчик в случае, когда угол падения ф равен углу блеска решетки (ф = 90° —г )) и одна из высших гармоник находится в авто-коллимационном режиме. Последнее условие означает, что такая волна распространяется в направлении, противоположном падающей волне, при этом q = —2х sin ф, где q — номер гармоники, находящейся в авто- [c.30]

Зеркальные резонансы ярко выражены не только в решетках жалюзи, но и во всех решетках типов жалюзи и эшелетт. [c.129]

Рассмотрим область частот, в которой над периодической структурой существует лишь одна распространяющаяся отраженная волна — нулевая гармоника рассеянного поля. Так как в одноволновом диапазоне отражение происходит в зеркальном направлении и с единичной мощностью, то с точки зрения наблюдателя, находящегося в дальней зоне, отражательную периодическую решетку можно заменить некоторой эквивалентной идеально проводящей плоскостью. Положение этой плоскости в пространстве будет определяться arg (Ло) и существенно зависеть от всех параметров. В многоволновом диапазоне (и > (1 + sin ф i ) ), когда над решеткой существует несколько однородных плоских волн, на первый план, естественно, выдвигается изучение энергетических, а не фазовых характеристик отраженного поля. Рассмотрим некоторые наиболее характерные особенности поведения фазы отраженной волны для трех типов отражательных дифракционных решеток гребенки с ламелями прямоугольного сечения (рис. 77, г), эшелетта (рис. 77, а) и решетки из полуцилиндров (рис. 77, д). Для единообразия плоскость 2=0 координатной системы совмещена с плоскостью, касающейся элементов структуры. Прежде всего отметим ряд общих положений. Для длин волн, гораздо больших периода структуры, профиль отдельного элемента решетки практически не сказывается на фазе отраженного сигнала, и отражение происходит практически от плоскости 2=0. При этом Е-поляризованная волна отражается с фазой, близкой к 180°, а Я-поляризованная — с фазой, близкой к нулю. С продвижением в область частот, где длина волны соизмерима с характерными размерами элемента решетки, на фазе отраженного поля начинает сказываться профиль структуры. Как показано ниже, это влияние более существенно в случае [c.136]

Можно изготовить такую решетку с профилированным штрихом, которая обеспечит зпачител1.ную интенсивность в 20-м или 30-м порядке, но тогда придется соответственно уменьшить число штрихов на единицу длины. Гак работают дифракционные решетки в инфракрасной области спектра эшелетт). Е1 последние годы созданы аналогичные решетки для видимой и ультрафиолетовой областей (эшель), которые с успехом используют в оригинальных спектральных приборах. [c.322]

Кроме спектральных приборов плоские опт.ич. Д. р.— эшелетты также используются в качестве одного из зеркал резонаторов лазеров с перестраиваемо часто-Toii гелорацин. [c.660]

СПЕКТРОГРАФ (от спектр и греч, grapho — пишу) — спектральный прибор, в к-ром приёмник излучения регистрирует одновременно весь оптич. спектр, развёрнутый по длинам волн на фокальной поверхности с помощью оптич. системы с диспергирующим элементом (призмой, дифракционной решёткой, эшелеттом, эшеллем). Оптич. схема С. выбирается таким образом, чтобы на фокальной поверхности (желательно — плоскости) изображения входной щели в разных длинах волн были по возможности свободны от аберраций (в отличие от схем монохроматоров, где требование отсутствия аберраций относится лишь к изображениям, лежащим на выходной щели прибора). [c.620]

Рис. 1, Схематическое изображение функций У у, Уд и их произведения J Jn= (заштриховано) направления ц> на аентр дифрак-цвонного максимума функции совпадает с интерференционным максимумом функции Ум при w = 2 я, — нормаль к плоскости эшелетта, п , — нормаль к грани штриха.

ЭШЕЛЛЁ (эшель) (франц. e helle — лестница) — спец. плоская отражательная дифракц. решётка с несимметричным треугольным профилем штриха, аналогичная эшелетту, но используемая при больших углах дифракции и высоких порядках спектра. Наиб, концентрация падающего на Э. излучения в спектр высокого порядка достигается за счёт увеличения угла скоса рабочей (более короткой) грани штриха П—угла блеска (рис.). Так как Э. используется [c.651]

Технология изготовления Э. и эшелеттов практически одинакова—с помощью нарезания штрихов алмазным резцом на делительной машине. При этом предъявляются более высокие требования к качеству изготовления крутой зеркальной рабочей грани несимметричного треугольного профиля (чистота, плоскостность). Поскольку формы штрихов Э. и эшелетта практически одинаковы (различие лишь в величине d), то при установке эшелетта, напр., с углом блеска (углом скоса пологой грани) П = 20" по автоколлимац. схеме установки Э. с углом блеска (углом скоса короткой грани) fi = 70" угл. дисперсия должна увеличиться в 7,6 раза, а разрешающая способность— в 2,7 раза. Поскольку угол падения параллельного пучка на Э. велик ( /i Q), ширина Э. W, перпендикулярная штрихам, должка быть больше его высоты Н Их я /)ф= Жсо5Й и при 3 = 70", чтобы сечение параллельного пучка было близко к квадрату, ширина Э. должна быть равна 2,9 Н. [c.651]

Для решеток, имеющих специальный профиль штриха — эшелеттов, А. П. Лукирским [13] был предложен метод расчета эффективности в приближении фраунгоферовой дифракции. На рис. 7.4 представлен идеализированный профиль эшелетта. Выражение для эффективности эшелетта, полученное Лукирским, эквивалентно (7.2), однако амплитуда отраженной волны определяется другим соотношением sin (nmfg) nmg [c.254]

Область концентрации имеет сравнительно большую ширину, что не позволяет с большой точностью определить значение Хшах, а следовательно, угол у. Кроме того, профиль штриха может иметь сложную форму, что существенно скажется на реальной отражающей способности эшелетта. Следовательно, необходима экспериментальная проверка отражающей способности эшелеттов. [c.257]

На практике представляет интерес сравнение эффективности нарезных и голографических решеток о различным профилем штриха. Теоретические расчеты, выполненные Винсентом, Невье-ром и Мэстром [76, 95), показывают, что эффективность голографических решеток в рентгеновской области спектра в большой степени зависит от формы и высоты профиля штрихов. Для голо-графических решеток наиболее характерна симметричная форма штрихов — синусоидальная, полуцилиндрическая или прямоугольная- асимметричная треугольная форма для эшелеттов может быть получена о помощью специальных технологических приемов (в частности, направленным ионным травлением). У решеток прямоугольного профиля (так называемых фазовых или ламинарных) наблюдается сильный интерференционный эффект [c.269]

Рассмотрим внеплоскостную схему более подробно (рис. 7.9). Пусть параллельный пучок излучения освещает плоскую решетку — эшелетт о прямолинейными регулярными штрихами, так что волновой вектор пучка лежит в плоскости, перпендикулярной к плоскости дисперсии. Угол между волновым вектором пучка и нормалью на плоскость дисперсии обозначим 0, а углы между проекциями на эту плоскость волновых векторов падающего и дифрагированного пучков и нормалью к плоскости решетки [c.272]

Мысль о том, что дифракционные решетки можно получать голографическим способом, впервые высказал Ю. Н. Денисюк в 1962 г. С тех пор голографические решетки получают все большее распространение в спектральном приборостроении благодаря своим преимуш,ествам отсутствию духов (порядков, обусловленных нарушением периодичности), малого случайного светорассеяния, быстроты изготовления, дешевизны, меньшей трудоемкости. Естественно, что от голографических решеток сложнее добиться нужных дифракционных характеристик, чем в случае нарезной решетки, например типа эшёлетт, где геометрия просто определяет так необходимый оптикам угол блеска. Однако, как неоднократно отмечалось во многих работах, при меньшей, чем у нарезных решеток, дифракционной эффективности решетки, изготовленные голографическим методом, обеспечивают более высокое качество волнового фронта в рабочем порядке (гармонике). К тому же в последнее время появился ряд работ, в которых утверждается, что с использованием фоторезиста и определенных схем записи — восстановления голограмм — возможно получение рельефно модулированных решеток с заданным профилем, в том числе и эшелеттов. [c.6]

Во-вторых, результаты, полученные методом задачи Римана — Гильберта, охватывающим структуры из бесконечно тонких плоских экранов или экранов с осевой (центральной) симметрией, стимулировали поиск подходов, позволявших бы также эффективно анализировать электродинамические свойства решеток других типов. Эта проблема частично решена с появлением метода, в основе которого лежит аналитическое преобразование матричных уравнений типа свертки [25, 57, 58, 92, 93]. Методологическая основа у этих подходов общая — обращение части оператора некорректного исходного операторного уравнения. Отличает их техника выполнения процедуры полуобращения (решение задачи сопряжения теории аналитических функций и вычисление главных частей в разложении Миттаг — Леффлера мероморных функций), а также то, что в первом подходе выделяется и обращается статическая часть задачи (и = 0), а во втором — часть задачи, отвечающая определенной геометрии периодического рассеивателя. По существу при этом использовалась возможность явного аналитического решения задач статики и дифракции плоских волн на системе идеально проводящих полуплоскостей [38, 40]. Недавно полученные в [94—96] результаты, видимо, также могут послужить основой для создания новых вариантов метода полуобращения. Эффективность последнего подтверждается практическим решением проблемы дифракции волн в резонансной области частот на периодических решетках основных типов 124, 25, 58] идеально-проводящих эшелеттах, решетках жалюзи и ножевых, плоских ленточных и решетках из незамкнутых тонких экранов, решетках из брусьев металлических и диэлектрических с прямоуголь- [c.8]

Roo (ф) = - 00 (— Ф) = О, I R—, o (— Ф) I = 1, т. е. и при замене знака угла падения на противоположный будет наблюдаться полное отражение энергии падающего поля от эшелетта снова в передатчик. Следовательно, условия резонансного отражения запишутся в виде для обычной ситуации q = —2к os г ), ф = 90°—г ) для нетривиального случая X = (2 osiji) , ф =г ) — 90° ( ф < 70,5°). Нетривиальный случай характерен тем, что эффективность решетки в минус первом порядке спектра не зависит от поворота решеток относительно оси Ог на 180°. Такой результат лля эшелеттных решеток наблюдался экспериментально в 60-е годы и вызывал удивление, поскольку считалось, что для получения максимального автоколлимационного отражения должна освещаться большая грань эшелетта. [c.30]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...