Kiến thức về Lưới sợi Bragg.

Cách tử sợi Bragg là các thành phần quang học có cấu trúc tuần hoàn giúp tách ánh sáng thành các chùm truyền theo các hướng có thể dự đoán được dựa trên bước sóng. Cách tử đóng vai trò là thành phần phân tán cốt lõi của nhiều thiết bị quang phổ hiện đại. Chúng cung cấp chức năng quan trọng là chọn bước sóng ánh sáng cần thiết để thực hiện phân tích. Việc lựa chọn cách tử tốt nhất cho một ứng dụng không khó nhưng nó thường đòi hỏi mức độ ra quyết định khi ưu tiên các tham số chính của ứng dụng.

Bất kỳ ứng dụng quang phổ nào cũng có ít nhất hai yêu cầu cơ bản về hệ thống: nó phải có khả năng phân tích các vật liệu trong phạm vi phổ quan tâm mong muốn và phải có khả năng cung cấp băng thông quang phổ đủ nhỏ để giải quyết các đặc điểm quan tâm. Hai yêu cầu chính này tạo thành cơ sở cho việc lựa chọn cách tử. Các đặc tính cách tử khác sau đó được chọn để tối ưu hóa hiệu suất trong các ràng buộc cơ bản này.

Hai biên dạng rãnh phổ biến nhất được gọi là biên dạng rãnh và biên dạng ba chiều, liên quan đến phương pháp được sử dụng để tạo ra cách tử chính. Các cách tử có thước kẻ có thể được tạo ra bằng cách sử dụng công cụ vẽ nguệch ngoạc, trong đó các rãnh được hình thành trên bề mặt phản chiếu bằng công cụ kim cương. Cấu hình rãnh cách tử có quy tắc rất dễ kiểm soát và dễ tối ưu hóa cho một ứng dụng nhất định và trong hầu hết các trường hợp sẽ mang lại hiệu quả nhiễu xạ tốt nhất nhờ mức độ tự do này.

Phân tán, độ phân giải và sức mạnh giải quyết

Chức năng chính của cách tử nhiễu xạ trong thiết bị quang phổ là tách một cách góc một nguồn băng thông rộng thành phổ với mỗi bước sóng có một hướng đã biết. Tính chất này được gọi là độ phân tán, và phương trình biểu thị mối quan hệ giữa bước sóng và góc thường được gọi là phương trình cách tử:

n λ = d (sin θ + sin θ')

Độ phân giải là thuộc tính hệ thống, không phải thuộc tính cách tử. Dụng cụ quang phổ phải cung cấp băng thông quang phổ đủ hẹp để phân biệt các đặc điểm quan tâm. Điều này đạt được bằng sự kết hợp giữa độ phân tán góc của cách tử và tiêu cự của hệ thống và bằng cách giới hạn độ rộng của khẩu độ. Băng thông quang phổ ở mặt phẳng máy dò cũng có thể đạt được với cách tử phân tán thấp và tiêu cự dài cũng như với cách tử phân tán cao và tiêu cự ngắn hơn. Trong các hệ thống có máy dò đơn phần tử, chẳng hạn như máy quét đơn sắc, khẩu độ giới hạn thường là một khe vật lý có chiều rộng đã biết. Trong máy quang phổ cách tử cố định, khẩu độ giới hạn thường là phần tử mảng hoặc pixel camera.