Вогнутая дифракционная решетка

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК в 5 за УДАРСТВЕННЫЙ КОДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИ ТЕТ СССРИ ОТКРЫТИЙ ПИ САНИ БРЕТЕНИ в широкои облни ее штрихакрытием, уголгимн гранямиА наклона полрешетки к каопределяется между крутымивыполнен прямым огих граней шт ательной ее об соотношением и полоа уголиховазующей юл. 919ев, В.В.(54)(57) ВОГНУТВЕТКА по авт,св.ч а ю щ а я с яповышения коэффи АЯ ДИФРАКЦИОННАЯ РЕ9387319, о т л и тем, что, с целью циента отражения,80.1094007 сти спектра, крутые г снабжены зеркальным и еска", отсчитываемыйобразующей в направкрутой грани штри1094Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к конструкциям дифракционных решеток,и может быть использовано в качестве диспергирующего элемента в спектраль ных приборах.По основному авт.св. 9387319 известна вогнутая диффракционная решетка, содержащая штрихи ступенчатого профиля, у которой зеркальные рабочиеО пологйе грани всех штрихов наклонены к касательной ее образующей под одинаковыми углами 13Такая конструкция решетки позволяет повысить коэффициент ее отраже ния в области максимума концентрации. Штрихи решетки выполняются резко асимметричными, что дает возможность направлять большую долю дифрагированного от нее излучения в один мак р симум, определяемый шириной и углом наклона рабочей пологой грани штрихов, Угол наклона этой грани штрихов определяет угол "блеска" решетки, т.е. угол, при котором достигается 35 наибольший коэффициент отражения от указанной грани При углах же дифракции, отличных от углов "блеска", коэффициент отражения решеток уменьшается. Полуширина области максималь-ЗО ной концентрации энергии решеток со ступенчатым профилем штрихов, вычис.-; ляемая но формулеЛ 1212- Ф 1+ 0 юг35К определяет область дЛ =Л -Л длин волн, работы решетки с максимальным коэффициентом отражения.40В приведенном выражении Л , -длина волны, соответствующая максимуму отражения, К - порядок дифракции.При этом полуширина области максимума концентрации в 1 порядке составляет дЛ =(0,7-1,8) Л и во П - а Л = = ГО. 82-1. 28) Л щ, в Ш - й Л = (0187-1, 12 Р 1 и т.п. уменьшаясь с увеличением номегра порядка спектра, При других длинах волн вне указанных областей коэффициенты отражения решеток существенно (в десятки раз) снижаются по,сравнению с коэффициентом отражения в максимуме концентрации, что исключает возможность использования указанных дифракционных решеток в спектраль 55 ных приборах для работы в широкой области спектра, что является недостатком рассмотренной конструкции. 007 2Цель изобретения - повышение коэффициента отражения в широкой области спектра.Поставленная цель достигается тем, что в вогнутой дифракционной решетке крутые грани ее штрихов снабжены зеркальным покрытием, угол между крутыми и пологими гранями выполнен прямым, а угол А наклона пологих граней штрихов решетки к касательной ее образующей определяется соотношением90 -оА =где с - угол "блеска" решетки, отсчи" тываемый от нормали к ее образующей в направлении нормали к крутой грани штрихов.На фиг.1 представлена конструкция предлагаемой решетки в разрезе по ширине заштрихованной поверхности; на фиг,2 - схема отражения падающего на решетку излучения при угле "блеска" решетки.Вогнутая дифракционная решетка содержит слой 1 металлизации, на котором сформированы штрихи 2 двугранного ступенчатого профиля и который жестко скреплен с подложкой 3. Пологая 4 и крутая 5 грани всех штрихов 2 снабжены зеркальным покрытием, Угол 6 между этими гранями выполнен прямым, а угол А наклона пологих граней 4 штрихов решетки к касательной 6 ее образующей 7 определяется соотношением (1), При этом угол "блеска" решетки - о( отсчитывается от нормали 8 к ее образующей 7 в направлении нормали 9 к крутой грани 5 штрихов 2 и вычисляется в соответствии с выражениемКЛ (2)Ы = сн. с з 1 пгагде д - период. решетки.Решетка работает следующим образом.Луч 10, падающий на решетку под углом о( (в спектральном приборе, на фиг.1 и 2 не показан), последовательно отражается от зеркального покрытия граней 5 и 4 и дифрагирует в направлении 11 под тем же углом ОГ, В то же время луч 12, параллельный лучу 10, последовательно отражается от граней 4 и 5 и дифрагирует в направлении 13 также под угол о, При этом угол О(, является углом "блеска решетки, поскольку при таком3 10940 угле падения все лучи 10 и 12 дифрагируют на решетке в направлениях 11 и 13 под тем же углом оБлагодаря указанной величине угла А грани 4 и 5 работают всей апертурой и- в направлении 1 1 и 13 угла "блеска" о достигается наибольший козф" фициент отражения, соответствующий положению максимума концентрации ре-. шетки, 1 ОПри увеличении углов дифракции Ы до углов падения и дифракции ф=9-Я соответствующих отражению по нормали 9 от крутой грани 5 штрихов 2, достигается второе положение максимума концентрации, также соответствующее наибольшему коэффициенту отражения решетки. Благодаря наличию двух максимумов концентрации решетки и достигается значительное увеличение облас О ти максимальной концентрации решетки, а следовательно, и коэффициентов отражения решетки на краях указанной области спектра, Пример реализации изобретения. 25По предлагаемому методу изготовлены экспериментальные образцы дифракционных решеток со следующими характеристиками: число штрихов на мм ре- шетки 1200, радиус кривизны 1000, 35 ммЗ Лп=300 нм, рабочий порядок К - первый. Параметры штрихов решеток опре делялись следующим образом. По фор" 07 4муле (2) определяли о -угол "блеска" решетки, который составил 10,35. Затем по формуле (1) определяли угол наклона А 39,82 пологой, а затем угол наклона крутой грани, составивший50, 17 . При угле падения и дифракции; ф =50,17 , соответствующем отражению по нормали от крутой грани штрихов, достигается второе положение максимума концентрации при длине волны 3,д 1283 нм, вычисляемой по формуле(2) .При этом коротковолновая гра-ница полуширины максимума концентрации в 1 порядке составляла 0,7 Дщ0,7300 нм = 210 нм, В то же время длинноволновая граница полуширины второго положения максимума концентрации составила 1,81 я, =1,81283 =2309 нм.Таким образом, полуширина максимума концентрации решетки в первом порядке спектра равняласьД 3=2309-210 нм =2099 нм. Для сравнения укажем, что при том же угле "блеска" о =10,35 Р величина ДЛ в прототипе составляет лишь 330 нм,Таким образом, применение изобретения позволит увеличить в 4-7 раз область полуширины максимума концентрации и как следствие в десятки раэ повысить коэффициенты отражения решеток в указанных областях спектра.ектор О.Тиг Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 каз 3422/38 Тираж 497 ПодписноеВНИИПИГосударственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5