Kennis over Fiber Bragg-roosters.

Fiber Bragg-roosters zijn optische componenten met een periodieke structuur die licht scheiden in bundels die zich in voorspelbare richtingen voortplanten op basis van de golflengte. Roosters dienen als het kernverstrooiende element van veel moderne spectroscopische instrumenten. Ze bieden de cruciale functie van het selecteren van de golflengte van het licht die nodig is om de analyse uit te voeren. Het selecteren van het beste rooster voor een toepassing is niet moeilijk, maar vereist meestal een zekere mate van besluitvorming bij het prioriteren van de belangrijkste parameters van de toepassing.

Elke spectroscopische toepassing heeft ten minste twee fundamentele systeemvereisten: het moet in staat zijn materialen te analyseren over het gewenste spectrale bereik, en het moet in staat zijn een spectrale bandbreedte te bieden die klein genoeg is om de van belang zijnde kenmerken op te lossen. Deze twee belangrijke vereisten vormen de basis voor roosterselectie. Andere roosterkarakteristieken worden vervolgens geselecteerd om de prestaties binnen deze fundamentele beperkingen te optimaliseren.

De twee meest voorkomende groefprofielen staan ​​bekend als gelinieerd en holografisch, wat verband houdt met de methode die wordt gebruikt om het hoofdrooster te maken. Gelinieerde roosters kunnen worden geproduceerd met behulp van een krasgereedschap, waarbij groeven fysiek worden gevormd in een reflecterend oppervlak met een diamantgereedschap. Gelinieerde roostergroefprofielen zijn zeer controleerbaar en eenvoudig te optimaliseren voor een bepaalde toepassing, en zullen in de meeste gevallen de beste diffractie-efficiëntie opleveren vanwege deze mate van vrijheid.

Verspreiding, resolutie en oplossend vermogen

De primaire functie van een diffractierooster in een spectroscopisch instrument is het onder een hoek scheiden van een breedbandbron in een spectrum waarbij elke golflengte een bekende richting heeft. Deze eigenschap wordt dispersie genoemd, en de vergelijking die de relatie tussen golflengte en hoek aangeeft, wordt vaak de roostervergelijking genoemd:

n λ = d (zonde θ + zonde θ')

Resolutie is een systeemeigenschap, geen rastereigenschap. Een spectroscopisch instrument moet een spectrale bandbreedte bieden die smal genoeg is om interessante kenmerken te onderscheiden. Dit wordt bereikt door een combinatie van de hoekspreiding van het rooster en de brandpuntsafstand van het systeem, en door de breedte van de opening te beperken. Spectrale bandbreedte op het detectorvlak kan net zo goed worden bereikt met een rooster met lage spreiding en een lange brandpuntsafstand als met een rooster met hoge spreiding en een kortere brandpuntsafstand. In systemen met een detector uit één element, zoals een scannende monochromator, is de beperkende opening gewoonlijk een fysieke spleet met een bekende breedte. In een spectrometer met een vast rooster is de beperkende apertuur gewoonlijk een array-element of camerapixel.