Физическая энциклопедия - эшелетт

(эшелет) (франц. echelette, от echelle лестница), отражательная дифракционная решётка, способная концентрировать дифрагированное излучение в к.-л. определённом (но не нулевом) порядке спектра n (см. ПОРЯДОК ИНТЕРФЕРЕНЦИИ), ослабляя остальные. Это достигают введением дополнит. разности хода в каждом отд.

штрихе, имеющем, как правило, треугольный профиль. Отражат. решётки типа Э. обычно нарезают спец. резцами на металлич. поверхности. Схема хода лучей для эшелетта: d постоянная эшелетта; N нормаль к общей поверхности эшелетта; N'нормаль к зеркальной грани штриха; y угол падения лучей на эшелетт; j угол дифракции; а угол падения лучей на зеркальную грань штриха; b угол дифракции от зеркальной грани штриха.

Э. представляет собой систему одинаковых зеркальных площадок (рис.) шириной а, плоскости к-рых параллельны одна другой и образуют с плоскостью заготовки угол i. При падении на Э. параллельного пучка лучей на каждой зеркальной площадке происходит дифракция, как на узкой щели, и пучки, дифрагированные на всех площадках, интерферируют.

Концентрация энергии дифрагированного излучения в заданном направлении происходит при выполнении след. условий: 1) направление j на гл. дифракц. максимум от всей решётки совпадает с направлением (3 на нулевой максимум от отдельного зеркального элемента (штриха); 2) направление на спектр нулевого порядка всей решётки совпадает с направлением на минимум при дифракции от отдельного зеркального элемента. Первое требование означает, что угол дифракции j, определяемый из условия максимумов для отражат. решётки d(siny+sinj) = nl, должен совпадать с углом b=-a из условия нулевого максимума от отд. штриха. Принимая во внимание, что углы положительны, если они расположены по одну сторону от нормали по ходу часовой стрелки, и учитывая соотношения между углами вида j =i-a и y=i+a, из условия максимумов можно получить выражение 2cos(y-i)sini=nl/d, позволяющее по заданному углу падения y и длине волны l вычислить угол наклона зеркальной грани г, наз. «углом блеска» и изменяющийся у совр. Э. в пределах 5-20В°. Второе требование означает, что для спектра нулевого порядка всей решётки, т. е. при y=-j, рассматриваемое направление должно совпадать с направлением b, к-рое определяется из условия минимумов при дифракции от отдельного зеркального элемента: a(sina+sinb) = kl для k=-1.

Из рисунка следует, что a=yi и -b=-j+i. Используя эти выражения, при условии равенства углов падения и дифракции (с учётом знака), можно получить соотношение -b=y+i, к-рое в условии минимумов приводит к соотношению вида 2sinicosy=kl/a. С помощью этого соотношения при известном угле наклона i отд. штриха можно вычислить его ширину а. Если 1-е и 2-е условия выполняются, то максимум отражённой от решётки энергии располагается в направлении зеркального отражения от рабочей плоскости штриха, т.

е. в направлении a=-b. Отражат. решётки чаще всего используют в т. н. автоколлимац. схеме, для к-рой y=j=i. Из условия максимумов для этого случая легко получить длину волны, к-рой соответствует максимум концентрации энергии: nlмакс = 2dsini. Область длин волн вблизи lмакс наз. областью высокой концентрации энергии в данном порядке спектра n Совр.

Э. в спектре одного порядка концентрируют до 70-80% энергии падающего излучения. Использование Э. позволяет создавать спектр. приборы, не уступающие по светосиле лучшим приборам с дисперсионными призмами. В СССР изготовляют Э. с числом штрихов от 600 на 1 мм для видимой области до 0,3 штриха на 1 мм для далёкой ИК области (l=500 мкм). .