¿Qué es la rejilla de difracción?

Una rejilla de difracción es un material o dispositivo óptico que generalmente está diseñado para dividir la luz blanca en varios colores del espectro visible. El material es un tipo de vidrio templado como Pyrex con un revestimiento de aluminio y una capa de epoxi en el medio que está poblada por miles de rendijas o lentes microscópicos, también conocidos como prismas. Dependiendo de la calidad del material de la rejilla de difracción y de las longitudes de onda específicas de la luz con las que debe interactuar, se puede utilizar para fines de entretenimiento de bajo costo, como gafas especializadas, o en aplicaciones como la transmisión de datos por fibra óptica y los espectrómetros.

Básicamente, la rejilla crea un efecto de prisma sobre una gran superficie que puede tener una resolución hasta la escala atómica. La luz tiene diferentes resultados cuando transita por una rejilla de difracción dependiendo de qué tipo sea. La luz blanca incoherente se divide en todos los colores visibles del espectro porque cada color de luz se difracta en un ángulo diferente cuando sale de la rejilla. La luz láser coherente se divide o difracta a cada lado donde transita a través de la rejilla, produciendo patrones repetidos de rayos de intensidad decreciente a medida que se alejan hacia la izquierda o la derecha de donde el láser entró en la rejilla.

Una rejilla de difracción reglada tiene un mayor grado de eficiencia en el procesamiento de la luz que una holográfica, pero ambas se basan en los mismos principios y están hechas del mismo tipo de material. Las rejillas holográficas se producen mediante un proceso de láser y fotolitografía. Las rejillas de laboratorio con reglas de nivel se fabrican con un cortador de diamante que marca una superficie reflectante.

El reflejo de la luz multicolor que muestra un disco compacto (CD) o un disco de video digital (DVD) cuando se sostiene a la luz es un ejemplo del efecto de rejilla de difracción holográfica. Esto se debe al hecho de que las pistas en el disco para el almacenamiento de datos en CD están escritas a un nivel lo suficientemente fino, de alrededor de 1,600 nanómetros de ancho, o menos con un DVD, que son capaces de romper la luz visible en el rango de alrededor de 600 nanómetros. Las gafas holográficas con rejilla de difracción se fabrican con un nivel de calidad inferior, pero producen el mismo efecto visual básico.

Las rejillas de difracción regladas más sofisticadas se utilizan ampliamente en espectrometría de masas para categorizar los elementos en compuestos excitándolos en forma de gas con una descarga eléctrica y pasando la luz producida a través de una rejilla de difracción. Las rejillas regladas también pueden tener un ángulo Blaze especial en las ranuras. Esto significa que los pequeños prismas en la superficie que rompen la luz tienen un extremo que es más alto que el otro, llamado perfil de diente de sierra.

Los ángulos de llamarada se utilizan para concentrar una salida de rejilla de difracción en una determinada región de banda del espectro de luz. Esto se hace para obtener una resolución máxima en una banda de luz particular conocida como longitud de onda Blaze. Otros métodos para apuntar a longitudes de onda de luz específicas incluyen la multiplexación por división de longitud de onda, que se utiliza en fibra óptica. Al separar las diferentes longitudes de onda, cada una puede usarse como un flujo de datos individual, y todas pueden viajar por un cable de fibra óptica simultáneamente sin interferir entre sí.