Was ist ein Blazed-Gitter?

Ein Blaze-Gitter ist eine Art Beugungsgitter, das in der Spektroskopie verwendet wird, mit Rillen, die zu rechtwinkligen Dreiecken geformt sind, um Licht bei einer bestimmten Wellenlänge zu konzentrieren. Licht kann mit hoher Effizienz übertragen oder reflektiert werden, und zwar mit der genauen Wellenlänge, die für eine Anwendung benötigt wird. Der Blaze-Winkel steuert, welche Wellenlänge vom Gesamtlichtstrahl gebeugt wird. Wenn ein Blaze-Gitter in optische Geräte integriert wird, profitieren Anwendungen in Chemie, Biologie, Telekommunikation und Astronomie von der Analyse bestimmter Lichtwellenlängen.

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, aber für andere Lichtwellenlängen im Spektrum viel niedriger. Eine weitere Eigenschaft des Gitters ist der Umgang mit Streulicht, der stark von der Herstellung des Gitters beeinflusst wird. Niedrige Streulichtpegel führen zu effizienteren optischen Instrumenten und genauen wissenschaftlichen Messungen.

Ingenieure verwenden ein geflammtes 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 von Licht hilft auch dabei, verschiedene Sterne zu erkennen, die sich Millionen von Lichtjahren entfernt befinden, oder zu bestimmen, welche Substanzen sich in der Atmosphäre weit entfernter Planeten befinden. Ähnliche Gitter werden in Glasfasernetzen verwendet, um mehr Geräten und Personen die Kommunikation über einzelne Systeme zu ermöglichen.

Die 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, genutzt. Es hat Tausende von Sternen analysiert und mit subtilen Messungen Planeten in entfernten 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 verwendet, um die Auflösung zu berechnen.

Das erste Beugungsgitter wurde in den 1780er Jahren hergestellt und das Konzept wurde in den 1800er Jahren verfeinert. Die Produktion von Blazed-Gittern hat sich im 21. Jahrhundert weiterentwickelt, um die Anforderungen der automatisierten Fertigung, der Halbleiterverarbeitung, der Lasersysteme und der medizinischen Instrumente zu erfüllen. Sogar der Blaze-Winkel der Nuten wird durch automatisierte Systeme gesteuert. Tausende von Rillen können in einem Raum von 0.04 Zoll (einem Millimeter) eingepasst werden, alle mit präzisen Winkeln und Formen.