ความรู้เรื่องตะแกรงไฟเบอร์แบรกก์

ตะแกรงไฟเบอร์แบร็กเป็นส่วนประกอบทางแสงที่มีโครงสร้างเป็นระยะซึ่งแยกแสงออกเป็นลำแสงที่แพร่กระจายในทิศทางที่คาดเดาได้ตามความยาวคลื่น ตะแกรงทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบกระจายตัวหลักของเครื่องมือสเปกโตรสโกปีสมัยใหม่หลายชนิด พวกมันมีฟังก์ชันที่สำคัญในการเลือกความยาวคลื่นของแสงที่จำเป็นต่อการวิเคราะห์ที่มีอยู่ การเลือกตะแกรงที่ดีที่สุดสำหรับการใช้งานไม่ใช่เรื่องยาก แต่โดยปกติแล้วจะต้องอาศัยการตัดสินใจในระดับหนึ่งเมื่อจัดลำดับความสำคัญของพารามิเตอร์หลักของการใช้งาน

การใช้งานทางสเปกโทรสโกปีใดๆ มีข้อกำหนดของระบบพื้นฐานอย่างน้อยสองข้อ: จะต้องสามารถวิเคราะห์วัสดุในช่วงสเปกตรัมที่สนใจที่ต้องการได้ และจะต้องสามารถให้แบนด์วิดท์สเปกตรัมที่เล็กพอที่จะแก้ไขคุณลักษณะที่สนใจได้ ข้อกำหนดสำคัญสองประการนี้เป็นพื้นฐานสำหรับการเลือกตะแกรง จากนั้นจึงเลือกคุณลักษณะตะแกรงอื่นๆ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานภายในข้อจำกัดพื้นฐานเหล่านี้

โปรไฟล์ร่องสองแบบที่พบบ่อยที่สุดเรียกว่าแบบมีกฎและแบบโฮโลกราฟิก ซึ่งเกี่ยวข้องกับวิธีการที่ใช้ทำตะแกรงต้นแบบ ตะแกรงที่กำหนดสามารถผลิตได้โดยใช้เครื่องมือเขียน โดยที่ร่องจะเกิดขึ้นทางกายภาพในพื้นผิวสะท้อนแสงด้วยเครื่องมือเพชร โปรไฟล์ร่องตะแกรงแบบควบคุมสามารถควบคุมได้มากและง่ายต่อการปรับให้เหมาะสมสำหรับการใช้งานที่กำหนด และในกรณีส่วนใหญ่จะให้ประสิทธิภาพการเลี้ยวเบนที่ดีที่สุดเนื่องจากระดับความเป็นอิสระนี้

การกระจายตัว ความละเอียด และพลังในการแก้ปัญหา

หน้าที่หลักของตะแกรงเลี้ยวเบนในเครื่องมือสเปกโทรสโกปีคือการแยกแหล่งกำเนิดบรอดแบนด์ออกเป็นสเปกตรัมเชิงมุมโดยแต่ละความยาวคลื่นจะมีทิศทางที่ทราบ คุณสมบัตินี้เรียกว่าการกระจายตัว และสมการที่ระบุความสัมพันธ์ระหว่างความยาวคลื่นและมุมมักเรียกว่าสมการเกรตติง:

n แลม = d (บาป θ + บาป θ')

ความละเอียดเป็นคุณสมบัติของระบบ ไม่ใช่คุณสมบัติของตะแกรง เครื่องมือทางสเปกโทรสโกปีจะต้องมีแบนด์วิธสเปกตรัมที่แคบพอที่จะแยกแยะคุณลักษณะที่น่าสนใจได้ ซึ่งทำได้โดยการรวมกันของการกระจายเชิงมุมของตะแกรงและความยาวโฟกัสของระบบ และโดยการจำกัดความกว้างของรูรับแสง แบนด์วิธสเปกตรัมที่ระนาบเครื่องตรวจจับสามารถทำได้เช่นกันโดยใช้ตะแกรงการกระจายต่ำและทางยาวโฟกัสยาว เช่นเดียวกับตะแกรงการกระจายสูงและทางยาวโฟกัสสั้นกว่า ในระบบที่มีตัวตรวจจับองค์ประกอบเดียว เช่น โมโนโครมาเตอร์แบบสแกน ช่องรับแสงที่จำกัดโดยปกติจะเป็นช่องแยกทางกายภาพที่มีความกว้างที่ทราบ ในสเปกโตรมิเตอร์แบบตะแกรงคงที่ โดยปกติรูรับแสงที่จำกัดจะเป็นองค์ประกอบอาร์เรย์หรือพิกเซลของกล้อง