Xarxa de difracció

Un CD-ROM és una xarxa de difracció: Un CD-ROM crea un patró de difracció per reflexió. Per la seva construcció té similituds amb les xarxes de difracció. A la foto es poden apreciar els dos primers ordres de difracció.

Una xarxa de difracció és, en òptica, un component òptic amb un patró regular, que difracta (divideix) la llum en diversos feixos que viatgen en diferents direccions. La direcció d'aquests feixos depèn de l'espaiat de la xarxa i de la longitud d'ona de la llum incident, de manera que la xarxa actua com un element dispersiu. Gràcies a això, les xarxes s'utilitzen habitualment en monocromadors i espectròmetres.

Tipus Echelle

Espectròmetre Echelle: La primera xarxa de difracció està optimitzada per als ordres de difracció baixos, mentre que els ordres superiors milloren la seva intensitat de sortida amb la xarxa Echelle. Tots dos elements difractius estan muntats ortogonalment de manera que els ordres amb major intensitat siguin separats transversalment. Com que només algunes parts de l'espectre de cada ordre coincideixen espacialment, només es presentaran algunes parts de solapament espectral (com la línia verda a la regió vermella).

La xarxa de difracció Echelle (del francès, Echelle, escala) és un tipus de xarxa de difracció que es caracteritza per presentar una densitat de línies relativament baixa però presenta major nombre d'ordres de difracció. Per aquest motiu, s'obté una major eficiència i menors efectes de polarització en rangs de longituds d'ona més grans. Les xarxes Echelle són usades en espectròmetres i instruments similars com el HARPS i nombrosos instruments astronòmics.

Principi de funcionament

Igual que altres xarxes de difracció, la xarxa Echelle està formada per una sèrie de ranures (esglaons) amb amples pròxims a la longitud d'ona de la llum a difractar. Aquesta estructura permet que la llum de la longitud d'ona associada a cada ranura sigui difractada cap a la posició corresponent a l'ordre zero quan la seva incidència sigui normal al pla de difracció, mentre que els ordres més grans seran refractats amb angles específics definits per la densitat de la xarxa per a cada ordre seleccionat.

La separació angular entre els diferents ordres decreix de forma monòtona a mesura que augmenta el número d'ordre, de manera que per ordres superiors la separació entre ells tendeix a desaparèixer, mentre que els ordres menors solen quedar correctament separats.

La intensitat del patró de difracció es pot alterar modificant la inclinació de la xarxa de difracció, especialment amb les xarxes de tipus reflectant on les ranures són substituïdes per superfícies altament reflectants.

Exemples

Un exemple de xarxa de difracció que està a l'abast de tohom és un CD-ROM. Pot usar-se per demostrar l'efecte de la difracció fent incidir sobre ell llum solar i recollint-la en una paret.

Enllaços externs

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Xarxa de difracció

• Echelle Gratings
• Palmer, Christopher, Diffraction Grating Handbook , 6th edition, Newport Corporation (2005).
• High Resolution Echelle Spectrometer (Hawaii)
• Martin J. Porter Spectroscopy on Small Telescope: The Echelle Spectrograph,