178525.fb2
Эшеле'тт,эшелет (франц. echelette, от echelle — лестница), отражательная дифракционная решетка, способная концентрировать дифрагированное излучение в спектре одного порядка (см. Порядок интерференции), ослабляя остальные, в том числе и самый яркий спектр нулевого порядка. Изменения распределения излучения по спектрам и высокой концентрации энергии в узкой спектральной области достигают, вводя дополнительную разность ходав пределах каждого отдельного штриха, имеющего, как правило, треугольный профиль. Отражательные решётки типа Э. обычно нарезают специальными резцами на металлической поверхности (медь, латунь, алюминий) и используют для наблюдения спектров 5—10 порядков в инфракрасной области. Возможно также создание Э. для видимой и ультрафиолетовой спектральных областей.
Э. представляет собой систему одинаковых зеркальных площадок ( рис.) шириной а, плоскости которых параллельны одна другой и образуют с плоскостью заготовки угол i. При падении на Э. параллельного пучка лучей на каждой зеркальной площадке происходит дифракция, как на узкой щели, и пучки, продифрагировавшие на всех площадках, интерферируют. Концентрация энергии излучения в заданном направлении происходит при выполнении следующих условий: 1) направление на нулевой максимум от отдельного зеркального элемента (штриха) совпадает iс направлением на главный дифракционный максимум от всей решётки; 2) направление на спектр нулевого порядка всей решетки совпадает с направлением минимума при дифракции от отдельного зеркального элемента. Первое требование означает, что направление j из условия максимумов для отражательной решётки d(siny + sinj) = nl должно совпадать с углом b = —a. Приняв во внимание правило знаков и учитывая соотношения вида j = i — a и y = i + a, получают выражение 2 cos (y — i) sin i= nld, позволяющее по заданному углу падения и длине волны l вычислить угол наклона зеркальной грани i, называемый «углом блеска» и изменяющийся у современных Э. в пределах 5—20°. Второе требование означает, что для спектра нулевого порядка, т. е. при y = —j, рассматриваемое направление должно совпадать с направлением b из условия минимумов при дифракции от отд. зеркального элемента: a(sina + sinb) = kl. Учёт соотношения — b = y + iдаёт выражение 2sin icos i= кl /а, которое при известном профиле штриха i позволяет вычислить его ширину а. Если условия 1-е и 2-е выполняются, максимум отражённой от решётки энергии располагается в направлении j = 2 i— y, совпадающем с направлением зеркального отражения от плоскости штриха. Отражательные решётки чаще всего используют в т. н. автоколлимационной схеме, для которой j = y = i. Из условия максимумов для этого случая легко получить длину волны, которой соответствует максимум концентрации энергии: nl max= 2 dsin i. Область длин волн вблизи l maxназывается областью высокой концентрации энергии в данном порядке спектра n. Современные Э. в спектре одного порядка концентрируют до 70—80% энергии падающего излучения. Использование Э. позволяет создавать спектральные приборы, не уступающие по светосиле лучшим приборам с дисперсионными призмами. В СССР изготовляют Э. с числом штрихов от 600 на 1 ммдля видимой области до 0, 3штриха на 1 ммдля далёкой инфракрасной области (длины волн ~500 мкм). Размеры Э. от 100 х 100 мм(100—300 штрихов на мм) до 300 х 300 ммдля Э. с 12 и менее штрихами на 1 мм.
Лит.:Пейсахсон И. В., Оптика спектральных приборов, Л., 1975; Нагибина И. М., Интерференция и дифракция света, Л., 1974; Калитеевский Н. И., Волновая оптика, М., 1971.
Л. Н. Капорский.
Схематическое изображение участка поверхности эшелетта и хода лучей, падающих на него и дифрагирующих на нём: а — ширина зеркальной грани штриха; d — постоянная эшелетта; N — нормаль к общей поверхности эшелетта; N' — нормаль к зеркальной грани штриха («угол блеска»); y — угол падения лучей на эшелетт; j — угол дифракции; a — угол падения лучей на зеркальную грань штриха; b — угол дифракции от зеркальной грани штриха.