Was ist ein Blazed Grating?
Ein Blaze-Gitter ist eine Art Beugungsgitter, das in der Spektroskopie verwendet wird und Rillen aufweist, die zu rechtwinkligen Dreiecken geformt sind, um Licht bei einer bestimmten Wellenlänge zu konzentrieren. Licht kann mit einer hohen Effizienz übertragen oder reflektiert werden, und zwar mit der genauen Wellenlänge, die für eine Anwendung benötigt wird. Der Blaze-Winkel steuert, welche Wellenlänge vom gesamten Lichtstrahl abgelenkt wird. Wenn ein Blaze-Gitter in optische Geräte integriert wird, werden Anwendungen in der Chemie, Biologie, Telekommunikation und Astronomie von der Analyse spezifischer Lichtwellenlängen profitiert.
Die Wellenlänge, die das Blaze-Gitter erzeugt, hängt vom Blaze-Winkel ab. Für diese spezifizierte Wellenlänge ist die absolute Effizienz des getrennten Lichtstrahls sehr hoch, für andere Lichtwellenlängen im Spektrum jedoch viel niedriger. Ein weiteres Merkmal des Gitters ist die Handhabung von Streulicht, das stark von der Herstellung des Gitters abhängt. Geringe Streulichtwerte führen zu effizienteren optischen Instrumenten und genauen wissenschaftlichen Messungen.
Ingenieure verwenden ein Blaze-Gitter für genaue Messungen vieler Dinge. Solche Experimente werden durchgeführt, um die Wechselwirkungen von Atomen zu analysieren und die Eigenschaften von Molekülen in Physiklabors zu untersuchen. Die Analyse des Lichts hilft auch dabei, verschiedene Sterne zu erkennen, die sich in Millionen von Lichtjahren Entfernung befinden, oder festzustellen, welche Substanzen sich in der Atmosphäre ferner Planeten befinden. Ähnliche Gitter werden in Glasfasernetzen verwendet, damit mehr Geräte und Personen über einzelne Systeme kommunizieren können.
Astronomie ist ein Bereich, in dem das Blaze-Gitter häufig verwendet wird. Die Genauigkeit wird von Systemen wie dem Echelle-Spektrographen High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher (HARPS) in Chile, Südamerika, ausgenutzt. Es hat Tausende von Sternen analysiert und mithilfe subtiler Messungen Planeten in fernen Teilen des Universums entdeckt. Wie bei anderen Aspekten des Blaze-Gitters wird die Auflösung mathematisch bestimmt. Die Anzahl der Rillen auf dem Gitter und ihre Beugungsordnung werden in einer Gleichung zur Berechnung der Auflösung verwendet.
Das erste Beugungsgitter wurde in den 1780er Jahren hergestellt und das Konzept in den 1800er Jahren verfeinert. Die Produktion von Blazed-Gittern hat sich im 21. Jahrhundert weiterentwickelt, um die Anforderungen der automatisierten Fertigung, Halbleiterbearbeitung, Lasersysteme und medizinischen Instrumente zu erfüllen. Automatisierte Systeme steuern sogar den Öffnungswinkel der Rillen. Tausende von Rillen können in einem Millimeter (0,04 Zoll) Abstand mit präzisen Winkeln und Formen eingepasst werden.