Tieto Fiber Bragg -ritilästä.

Fiber Bragg -hilat ovat jaksollisen rakenteen omaavia optisia komponentteja, jotka erottavat valon säteiksi, jotka etenevät ennustettaviin suuntiin aallonpituuden perusteella. Ritilät toimivat monien nykyaikaisten spektroskooppisten instrumenttien dispersioelementtinä. Ne tarjoavat kriittisen toiminnon valita valon aallonpituus, joka tarvitaan käsillä olevan analyysin suorittamiseen. Sovellukseen parhaan ritilän valitseminen ei ole vaikeaa, mutta se vaatii yleensä jonkin verran päätöksentekoa sovelluksen tärkeimpien parametrien priorisoinnissa.

Kaikilla spektroskooppisilla sovelluksilla on vähintään kaksi perustavaa järjestelmävaatimusta: sen on kyettävä analysoimaan materiaaleja halutulla kiinnostavalla spektrialueella ja sen on kyettävä tarjoamaan riittävän pieni spektrin kaistanleveys ratkaisemaan kiinnostavat piirteet. Nämä kaksi keskeistä vaatimusta muodostavat perustan ritilän valinnalle. Muut ritilän ominaisuudet valitaan sitten suorituskyvyn optimoimiseksi näiden perusrajoitusten puitteissa.

Kaksi yleisintä uraprofiilia tunnetaan viiva- ja holografisina, mikä liittyy pääritilän valmistusmenetelmään. Viivatut ritilät voidaan valmistaa viivatyökalulla, jossa heijastavaan pintaan muodostetaan fyysisesti urat timanttityökalulla. Viivattujen ritiloiden uraprofiilit ovat hyvin hallittavissa ja helppoja optimoida tiettyyn sovellukseen, ja useimmissa tapauksissa ne tarjoavat parhaan diffraktiotehokkuuden tämän vapausasteen ansiosta.

Hajautus, resoluutio ja erotusvoima

Diffraktiohilan ensisijainen tehtävä spektroskooppisessa instrumentissa on erottaa laajakaistalähde kulmikkaasti spektriksi, jossa kullakin aallonpituudella on tunnettu suunta. Tätä ominaisuutta kutsutaan dispersioksi, ja yhtälöä, joka ilmaisee aallonpituuden ja kulman välisen suhteen, kutsutaan usein hilayhtälöksi:

n λ = d (sin θ + sin θ')

Resoluutio on järjestelmän ominaisuus, ei hilaominaisuus. Spekroskooppisen instrumentin on tarjottava riittävän kapea spektrin kaistanleveys kiinnostavien piirteiden erottamiseksi. Tämä saavutetaan yhdistämällä hilan kulmadispersiota ja järjestelmän polttoväliä sekä rajoittamalla aukon leveyttä. Spektrin kaistanleveys ilmaisintasossa voidaan saavuttaa yhtä hyvin mataladispersiolla ja pitkällä polttovälillä kuin korkeadispersiolla ja lyhyemmällä polttovälillä. Järjestelmissä, joissa on yksielementtidetektori, kuten pyyhkäisevä monokromaattori, rajoittava aukko on yleensä tunnetun leveyden fyysinen rako. Kiinteän hilan spektrometrissä rajoittava aukko on yleensä ryhmäelementti tai kameran pikseli.