Beugungsgitter
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Ein Beugungsgitter, auch optisches Gitter genannt, besteht aus mehreren Einzelspalten, die denselben Abstand haben (mehrere Hundert bis Tausend pro Millimeter). Diesen Abstand nennt man die Gitterkonstante. 1820 benutzte Joseph von Fraunhofer Drähte, die er dicht nebeneinander spannte. Bei fast geschlossenen Augen bilden auch die Wimpern ein Gitter. Der Physiker Rowland verbesserte 1882 die Herstellung von in Metall geritzten Reflexionsgittern entscheidend: er erhöhte die Herstellungspräzision und fertigte erstmals konkave Gitter.
Bei einem Gitterspektrum entstehen auf dem Bildschirm mehrere helle Streifen (Hauptmaxima), deren Abstand nach außen immer größer wird, und die umso schmaler und schärfer werden, je mehr Spalten man verwendet. Diese entstehen durch konstruktive Interferenz.
Licht, das auf ein Beugungsgitter auftrifft, wird gebeugt und zeigt dieselben Effekte wie beim Auftreffen auf einen Doppelspalt, die Beugungsmaxima sind jedoch viel deutlicher ausgeprägt.
Dazwischen gibt es schwächere Streifen (Nebenmaxima). Je mehr Spalten es gibt, umso mehr Nebenmaxima gibt es, aber umso schwächer sind diese auch.
Mit dem Gitterspektrum kann man einfach die Wellenlänge <math>\lambda</math> des Lichts messen. Aus der Interferenzbedingung ergibt sich, für senkrecht auf das Gitter fallendes Licht:
<math>\lambda = \frac{d \cdot \sin \alpha_n}{n}</math>
Dabei ist <math>d</math> die Gitterkonstante und <math>\alpha_n</math> der Ablenkungswinkel der Beugungsordnung <math>n</math>.
Wegen der unterschiedlichen Wellenlängen von verschiedenfarbigem Licht kann man mit Hilfe eines Beugungsgitters auch eine Spektralfarbenzerlegung des Lichts vornehmen. Violettes Licht wird dabei weniger gebeugt als rotes.
In Monochromatoren werden häufig „geblazte” Gitter eingesetzt. Dies sind speziell geformte (Reflexions-)Gitter, die möglichst viel Licht in eine bestimmte Beugungsordnung lenken sollen. Dies ist vorteilhaft, da bei herkömmlichen Gittern der Hauptanteil der Leistung in der nullten Ordnung steckt und damit ungenutzt bleibt.
Für verschiedene Anwendungen gibt es verschiedene Gittertypen wie Amplitudengitter, Phasengitter, Transmissions- und Reflexionsgitter.
Moderne Techologien erlauben heute, Gitterstrukturen auf dem Wege der Holographie direkt in das Abbildende Element aus Glas oder Kunststoff einzubringen. Man ist somit nicht mehr auf den teueren (weil hochpräzisen) mechanische Herstellungsprozess angewiesen und kann optische Gitter in vergleichbaren Qualitäten herstellen. Dennoch besitzen die mechanisch hergestellten (geritzten) Gitter Vorteile für spezielle Anwendungen, so z.B. höhere Effizienz in engen Wellenlängenbereichen. Vorteile der holografischen Gitter sind neben dem Kostenaspekt in der Regel auch ein niedrigerer Streulichtanteil.
