Главная > Дифракция и волноводное распространение оптического излучения
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618
619
620
621
622
623
624
625
626
627
628
629
630
631
632
633
634
635
636
637
638
639
640
641
642
643
644
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

6.10. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ТЕОРИЯ ДИФРАКЦИИ НА ИДЕАЛЬНО ПРОВОДЯЩИХ И ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ДИФРАКЦИОННЫХ РЕШЕТКАХ

В истории физики дифракционные решетки выступают как одни из самых незаменимых инструментов. До 1891 г., когда Майкельсон изобрел интерферометр, названный его именем, дифракционные решетки были единственным инструментом, с помощью которого измерялись характеристические длины волн атомных спектров.

Дифракционные решетки, как известно, были изобретены американским астрономом Дэвидом Рнттенхаузом примерно в 1785 г. и несколькими годами позже независимо Йозефом фон Фраунгофером, который опубликовал свои оригинальные исследования лишь в 1819 г. В ранних конструкциях дифракционная решетка представляла собой ряд очень тонких проволочек или нитей, навитых на два параллельных винта, которые выполняли роль рдспорок. Эта конструкция представляла собой как бы многократно повторенную в пространстве щель, на

которой модуляция падающего волнового фронта осуществляется при помощи чередующихся прозрачных и непрозрачных участков.

Более распространенными являются решетки, выполненные путем нанесения алмазным резцом тончайших канавок на поверхность стекла для пропускающих решеток или на зеркальные металлические поверхности для отражательных решеток. В недалеком прошлом отражательные решетки изготовлялись на зеркальном Металле, представляющем собой очень твердый сплав меди и олова. В настоящее время их изготавливают путем напыления слоя алюминия, который лучше отражает в УФ-области.

Большой прогресс в производстве дифракционных решеток произошел после изобретения Роуландом в 1882 г. специальной гравировальной машины, которая наносила периодические штрихи с ошибкой, не превышающей одной трехсоттысячной доли дюйма. В настоящее время после работ Стронга и Бэбкока, а впоследствии Харрисона и Строука [12] из Массачусетского технологического института (МТИ) в технологии производства дифракционных решеток достигнуты значительные успехи. Так, например, Харрисон в МТИ изготовлял решетки длиной до 26 см и полезной площадью до

Производство гравированных решеток достаточно сложно и требует значительных затрат времени. В действительности большинство решеток представляет собой реплики, отлитые с матрицы оригинальных гравированных решеток (шаблонов). При освещении интенсивным светом реплики и шаблоны ведут себя по-разному. Например, в резонаторах мощных лазеров должны использоваться шаблоны, поскольку они могут выдерживать огромные интенсивности излучения. В поисках дальнейшей информации об истории и производстве дифракционных решеток мы рекомендуем читателю обратиться к книге Строука [12].

Из-за трудностей, связанных с механическим изготовлением решеток, рассматривалось много других методов их изготовления. В 1927 г. Майкельсон впервые предложил использовать в производстве дифракционных решеток фотографический метод. В 1962 г. Денисюк [13] рассмотрел возможность получения дифракционных решеток с помощью записи интерференционных полос. Современная технология позволяет получать периодическое гофрирование с помощью так называемого голографиче-ского метода. Рельеф решетки в этом методе создается путем интерфе-рометрической экспозиции и обработки фоторезиста. Затем с помощью ионной бомбардировки или химического травления решетка переносится на подложку. Первые голографические решетки для спектроскопических исследований были изготовлены в 1967 г. Шмалем и Рудольфом [14] в

оптической лаборатории Гёттингенской обсерватории и в 1968 г. Лабейри и Фламаном [15] в Париже. С тех пор созданы решетки для видимого, УФ и мягкого рентгеновского диапазонов. В настоящее время существует возможность изготовления решеток шириной более чем 600 мм с плотностью линий более чем 10 000 штрихов на миллиметр. Эти решетки практически не имеют «духов» и характеризуются минимальным рассеянием падающего света. Топографические решетки могут быть изготовлены на искривленной поверхности. Кроме того, в принципе можно создать решетки, период которых будет изменяться по поверхности и таким образом обеспечивать возможность фокусировки дифрагированных пучков. Отражательная способность топографических решеток меньше, чем у гравированной, и сильно зависит от поляризации падающей волны.

Прежде чем завершить данное введение, следует заметить, что в природе существуют некоторые системы, которые, с одной стороны, обладают достаточными размерами, а с другой, — высокой степенью упорядочения, так что их можно рассматривать как дифракционные решетки оптического диапазона. Например, свойствами дифракционных решеток обладают жидкие кристаллы, молекулы которых расположены с достаточной регулярностью. В жидких кристаллах расстояние между соседними молекулами зависит от температуры, так что спектр дифрагированного на этих кристаллах оптического поля также изменяется с температурой, и, следовательно, жидкие кристаллы можно использовать как температурные датчики. Превосходной дифракционной решеткой является опал. Опал состоит из двуокиси кремния, в которую вкраплены маленькие водяные пузырьки. Эти пузырьки образуют плотноупакованную трехмерную решетку с расстоянием между штрихами около 0,25 мкм. Показатель преломления прозрачного вещества матрицы, которая окружает водяные пузырьки, немного отличается от показателя преломления вещества пузырьков. Именно трехмерная дифракционная решетка опала, впервые разрешенная в 1964 г. с помощью электронного микроскопа, делает этот драгоценный камень окрашенным при освещении его белым светом, причем цвет опала меняется как при изменении угла зрения, так и при повороте самого камня.

1
Оглавление
email@scask.ru