Из Википедии, свободной энциклопедии
  (Перенаправлено со спектрографа Echelle )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Эшелле решетки (от французского ECHELLE , что означает «лестницу») представляет собой тип дифракционной решетки характеризуется относительно низкой плотности канавки, но форма канавки , которая оптимизирована для использования при высоких углах падения и , следовательно , в высоких порядках дифракции . Более высокие порядки дифракции позволяют увеличить дисперсию (разнесение) спектральных характеристик на детекторе, что позволяет лучше различать эти особенности. Решетки Эшелле, как и другие типы дифракционных решеток, используются в спектрометрах и подобных приборах. Они наиболее полезны в спектрографах высокого разрешения с перекрестной дисперсией, таких как HARPS., PRL Advanced Radial Velocity Abu Sky Search (PARAS) и многие другие астрономические инструменты.

Спектрометр Echelle: первая стандартная решетка оптимизирована для одного более низкого порядка, в то время как несколько более высоких порядков Echelle имеют оптимизированную выходную интенсивность. Оба дифракционных элемента установлены ортогонально таким образом, чтобы сильно освещенные порядки эшелля разделялись в поперечном направлении. Поскольку только части полного спектра каждого отдельного порядка лежат в освещенной области, только части разных порядков перекрываются спектрально (т.е. зеленая линия в красной части).

История [ править ]

Идея решетки с крупной линейкой, используемой под скользящими углами, была открыта Альбертом Михельсоном в 1898 году [1], где он назвал ее «эшелоном». Однако только в 1923 году эшелле-спектрометры начали приобретать свой характерный вид, в котором решетка высокого разрешения используется в тандеме с перекрестной решеткой с низкой дисперсией. Эта конфигурация была обнаружена Нагаокой и Мисимой [2] и с тех пор используется в аналогичной схеме.

Принцип [ править ]

Как и другие дифракционные решетки, эшелле-решетка концептуально состоит из ряда щелей с шириной, близкой к длине волны дифрагированного света. Свет одной длины волны в стандартной решетке при нормальном падении дифрагирует до центрального нулевого порядка и последующих более высоких порядков под определенными углами, определяемыми отношением плотности решетки / длины волны и выбранным порядком. Угловое расстояние между более высокими порядками монотонно уменьшается, и более высокие порядки могут сближаться друг с другом, в то время как более низкие порядки хорошо разделены. Интенсивность дифракционной картины можно изменять, наклоняя решетку. С отражающими решетками (где отверстия заменены на поверхность с высокой отражающей способностью) отражающая часть может быть наклонена (засвечена)для рассеивания большей части света в предпочтительном интересующем направлении (и в определенном порядке дифракции). То же верно и для нескольких длин волн; однако в этом случае возможно, что более длинные волны более высокого порядка перекрываются со следующим порядком (ами) более короткой длины волны, что обычно является нежелательным побочным эффектом.

Однако в эшелле-решетках это поведение используется намеренно, и пламя оптимизировано для многократного перекрытия более высоких порядков. Поскольку это перекрытие не используется напрямую, второй перпендикулярно установленный дисперсионный элемент ( решетка или призма ) вставляется в качестве «разделителя порядка» или «поперечного диспергатора» на пути луча. Следовательно, спектр состоит из полос с разными, но слегка перекрывающимися диапазонами длин волн, которые проходят через плоскость изображения под наклоном. Именно такое поведение помогает преодолеть проблемы визуализации с помощью широкополосных спектроскопических устройств с высоким разрешением, например, при использовании чрезвычайно длинных линейных решеток детектирования или сильной расфокусировке или других аберрациях., и делает возможным использование доступных массивов 2D-детектирования, что сокращает время измерения и повышает эффективность.

См. Также [ править ]

Литература [ править ]

  • Томас Эверсберг, Клаус Воллманн: Спектроскопические приборы - основы и рекомендации для астрономов. Springer, Гейдельберг, 2014 г., ISBN  3662445344

Ссылки [ править ]

  1. ↑ AA Michelson, " The Echelon Spectroscope ", Astrophysical Journal 8 : 37-47 (1898).
  2. ^ Х. Нагаока и Т. Мисима, " Комбинация вогнутой решетки с пластиной Люммера-Герке или эшелонированной решеткой для исследования тонкой структуры спектральных линий ", Astrophysical Journal 57 : 92-97 (1923)