Рисунок 1.6 – Схема спектрометра с дифракционной решеткой
В спектрометре с решеткой коллиматорный объектив L1 заменен сферическим зеркалом М1 в фокальной плоскости которого находится входная щель S1. Параллельный пучок света после зеркала М1 падает на отражательную решетку, состоящую из множества прямолинейных штрихов (примерно 105), параллельных входной щели. Вся поверхность решетки покрыта хорошо отражающей пленкой металла или диэлектрика. Свет, отраженный решеткой, фокусируется сферическим зеркалом М2 на выходную щель S2 или на фотопластинку. Множество штрихов, освещенных когерентно, можно рассматривать как маленькие источники излучения. Свет, падающий на эти маленькие штрихи шириной порядка длины волны λ, дифрагирует на каждом из них на различные углы р около направления зеркального отражения. Весь отраженный свет состоит из суперпозиции большого числа этих когерентных волн. Только в тех направлениях, где все парциальные волны, как бы излученные различными штрихами, находятся в фазе друг с другом, в результате интерференции создается большая суммарная интенсивность, в то время как во всех других направлениях интерференция приводит к взаимному погашению различных волн [2].
Рисунок 1.7 – Иллюстрация уравнения решетки
d (sin α ± sin β) = mλ.
Здесь знак плюс соответствует случаю, когда углы β и α находятся но одну сторону от нормали к решетке; знак минус соответствует лротивоположному случаю, который и показан на рисунке.
Спектральная разрешающая способность равна произведению порядка дифракции m на полное число штрихов N.
R = λ/δλ = mN
Спектральное разрешение ограничивается эффективным размером решетки, измеренным в еденицах длины волны.