ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Разрешающая способность из "Оптика спектральных приборов" Если ширина нарезанной части решетки равна а , то m = aje. [c.53] При этом г = ф — 7, / = ф — у. Угол у будем считать положительным, если нормаль N получается вращением нормали N по часовой стрелке (на рис. 17 у 0). [c.53] Множитель (11.43) дает распределение освещенности в дифракционной картине, получаемой от о д н о й зеркальной площадки, причем А есть разность хода, возникающая при дифракции под углом ф для двух лучей, падающих на края одной и той же площадки (например, для лучей / и 2 на рис. 17). Множитель (11.44) характеризует результат интерференции пучков, дифрагированных на всех зеркальных площадках, и А есть разность хода двух лучей, падающих на точки соседних площадок, расстояние между которыми равно е. [c.53] Функция (у) — периодическая с периодом, равным я. Для заданной длины волны Я, она принимает наибольшее значение, если V = кл, т. е. при таких углах ф и ф, когда выполняется соотношение (11.35). Между двумя соседними главными максимумами, определяемыми условием (11.35), находится т—1 минимумов и m — 2 вторичных максимумов (рис. 18), интенсивность которых очень мала, так что почти вся энергия сосредоточивается в главных максимумах. [c.53] С изменением длины волны света характер функции (о) сохраняется, лишь расстояния между соседними максимумами изменяются пропорционально длине волны. [c.53] Изложенная выше элементарная теория отражательного эшелетта дает, конечно, приближенные данные о распределении энергии по спектрам различных порядков. Был сделан ряд допущений, упрощающих выводы. Прежде всего, углы ф и ф падения и дифракции, а также углы блеска у считались малыми. Это значит, что постоянная решетки е, по крайней мере, в несколько раз больше длины волны света. В самом деле, поскольку р к к12е, при малых р отношение е/Я, должно быть велико. При данной длине волны полученные результаты тем менее точны, чем выше порядок спектра к. Далее мы считали, что только широкая ступенька эшелетта является рабочей, и не принимали во внимание дифракции света на узкой ступеньке. К тому же ширина Ь рабочей площадки принималась одинаковой для всех углов ф и ф. На самом деле при значительных углах падения может иметь место затенение пучков света, падающих на широкую площадку. [c.57] В действительности всегда при положительных углах блеска наблюдаются, хотя и слабые, спектры отрицательных порядков, и ни для одной длины волны нельзя полйостью погасить нулевой порядок. Максимальные коэффициенты отражения всегда меньше коэффициента отражения рз зеркального покрытия, на котором нарезана решетка, причем значения р убывают с возрастанием порядка к [3]. У лучших решеток, изготовляемых в СССР, коэффициент р для первого порядка доходит до 0,9рз. [c.57] Качественно характер зависимостей, показанный на графиках (рис. 19), хорошо согласуется с экспериментом при углах блеска до 30°, т. е. при ширине Ь рабочих площадок одного порядка с длиной волны света. Весьма точно выполняется соотношение (II.48), определяющее условие блеска , т. е. положение решетки, при котором (Я) принимает максимальное значение. Подтверждается уменьшение ширины области высокой концентрации энергии с увеличением порядка к. [c.57] Все кривые р (v) симметричны, поэтому если (v ) = Р (v ), то Vk.o = = (4 п + VjV[)/2. Заменяя волновые числа длинами волн, получим Aj, о = = 2к км1 кт + км) = 4,8 мкм. По формуле (11.48) имеем у = 14°. Для нахождения коэффициентов отражения на границах рабочей области длин волн, подставляя в формулу (11.49) k= 1, Я.1, о = 4,8 мкм, Я = 3,6 и 7,2 мкм, получаем и = я/3, и формула (11.43) дает Ф (и) = 21 Ап , т. е. Pi (Я.) = 0,69рт. [c.58] Пример 2. Найдем границы областей эффективного использования эшелеттов с 600 штр/мм в 1-м порядке и с 300 штр/мм во 2-м порядке, имеющих одинаковый угол блеска 7 = 10° 20. Оба эшелетта применяются в автоколлимационной установке (0 = 0). [c.58] Так как для обеих решеток произведение feTV одинаково и равно 600 мм , в соответствии с формулой (11.48) максимумы коэффициентов отражения у них имеют место для одной и той же длины волны А, = 600 нж. За границы областей эффективного использования примем длины волн, для которых формула (11.50) дает Ф. (Я) = 0,4. Для первой решетки эти длины волн будут 400 и 1200 нм, для второй 480 и 800 нм. [c.58] В рассматриваемом случае обе решетки, в соответствии с формулой (11.36), дают одинаковую угловую дисперсию. Но применение первой решетки предпочтительно ввиду большей ширины области высокой концентрации света. [c.58] Последний пример показывает, что при одном и том же угле блеска выгоднее использовать решетку с большим числом штрихов в низких порядках, чем с меньшим числом штрихов в высоких порядках. Эта выгода еще увеличивается из-за того, что в спектрах высоких порядков сильнее влияние периодических ошибок при нанесении штрихов и других дефектов изготовления решеток это влияние сказывается в появлении рассеянного света и в наличии у каждой спектральной линии слабых спутников так называемых духов Роуланда и Лаймана), что может привести к ошибкам при исследовании спектров. [c.58] Так как теоретический предел разрешения бУц определяется произведением кЫ, одно и то же значение бvo можно получить при больших Л/ = 1/е в низких порядках спектра, и при малых N в высоких порядках. В последнем случае можно изготовить эшелле с большей точностью, что обеспечит и лучшее практическое разрешение, и более высокие коэффициенты отражения. При выборе рабочей области длин волн и рабочего порядка спектра эшелле следует учитывать, что при больших у углы падения и дифракции не должны сильно отличаться от у в противном случае используется лишь небольшая часть рабочей грани эшелле, и коэффициент отражения резко снижается. [c.60] Решетки-эшелле с большими углами блеска находят применение в спектрографах скрещенной дисперсии (п. 25) и в монохроматорах высокого разрешения (п. 20). Используя эшелле с небольшим числом штрихов (10—100 штр1мм), удается получить спектры очень высоких порядков (до 500) при огромной дисперсии и разрешающей способности, что позволяет наблюдать, например эффект Зеемана и сверхтонкую структуру спектральных линий. [c.60] В последнее время широко применяются копии (реплики) дифракционных решеток. Реплика представляет собой отпечаток решетки-оригинала на пленке из пластмассы, который затем покрывается тонким слоем алюминия. Реплики имеют разрешающую способность и коэффициенты отражения почти такие же, как и оригинальные решетки, максимум концентрации у них немного смещен в сторону коротких длин волн [3]. [c.61] Основные сведения о дифракционных решетках и их копиях, изготовляемых в СССР, указаны в приложении 2 табл. IV. [c.61] Вернуться к основной статье