ブレイズ格子

ブレーズド格子は、エシェレット格子（フランス語のéchelle = はしごに由来）とも呼ばれ、特殊なタイプの回折格子です。特定の回折次数で最大の格子効率を達成するように最適化されています。この目的のために、最大の光パワーが所望の回折次数に集中し、他の次数（特にゼロ次）の残留パワーが最小化されます。この条件は1つの波長に対してのみ正確に達成できるため、どのブレーズ波長に対して格子が最適化されるか（またはブレーズ化されるか）が指定されます。最大効率が達成される方向はブレーズ角と呼ばれ、ブレーズ波長と回折次数に直接依存するブレーズド格子の3番目の重要な特性です。

すべての光学格子と同様に、ブレーズ格子には一定の線間隔 があり、格子によって生じる波長分割の大きさを決定します。格子線は三角形の鋸歯状の断面を持ち、ステップ構造を形成します。ステップは、格子表面に対していわゆるブレーズ角で傾斜しています。したがって、ステップ法線と格子法線の間の角度は です。 ${\displaystyle d}$${\displaystyle \theta _{B}}$${\displaystyle \theta _{B}}$

ブレーズ角は、使用される光の波長の効率を最大化するように最適化されます。つまり、この手段は、格子で回折されたビームと段差で反射されたビームの両方が同じ方向に偏向されるように選択されます。一般的に、ブレーズ格子は、いわゆるリトロー構成で製造されます。 ${\displaystyle \theta _{B}}$

リトロー構成は、回折角と入射角が同一となるようにブレーズ角が選択される特殊な形状である。^[1]反射格子の場合、これは回折ビームが入射ビーム（図の青いビーム）の方向に反射し返されることを意味する。ビームはステップに対して垂直であり、したがってステップの法線に対して平行である。したがって、これはリトロー構成に当てはまる。他のすべての形状では、ビームの アナモルフィックなリトロー拡張または圧縮が生じる。${\displaystyle \alpha =\beta =\theta _{B}}$

格子における回折角は、ステップ構造の影響を受けません。回折角は線間隔によって決定され、格子方程式の平面バージョンに従って計算できます。

${\displaystyle d\left(\sin {\alpha }+\sin {\beta }\right)=m\lambda }$

どこ：

${\displaystyle d}$= 行間隔、

${\displaystyle \alpha}$= 入射角、

${\displaystyle \beta}$= 回折角（ と同じ方向にとった角度、つまり が正の場合、上の図では赤は負の符号を持つ）、${\displaystyle \alpha}$${\displaystyle \beta}$${\displaystyle \alpha}$

${\displaystyle m}$= 回折次数、

${\displaystyle \lambda}$= 入射光の波長。

リトロウ構成の場合、これは になります。 を解くことで、回折次数、波長、線間隔の任意の組み合わせに対してブレーズ角を計算できます。 ${\displaystyle 2d\sin {\theta _{B}}=m\lambda }$${\displaystyle \theta _{B}}$

${\displaystyle \theta _{B}=\arcsin {\frac {m\lambda }{2d}}\ .}$

ブレーズド格子は透過型格子としても実現できる。この場合、ブレーズ角は、所望の回折次数の角度が格子材料で屈折したビームの角度と一致するように選択される。 ^[2]

ブレーズド グレーティングの特殊な形式は、エシェル グレーティングです。これは、特に大きなブレーズ角 (>45°) を特徴としています。したがって、光は三角形のグレーティング ラインの長い脚ではなく短い脚に当たります。エシェル グレーティングは、ほとんどの場合、より大きなライン間隔で製造されますが、より高い回折次数に最適化されています。

エシェル格子は惑星発見天文学に役立ち、成功を収めたHARPSおよび PARAS ( PRL 先進視線速度全天探索)分光器に使用されています。

• リチャードソン グレーティングス、「技術ノート 11 - ブレーズ波長の決定」(2012 年 9 月 30 日)
• 堀場サイエンティフィック、「回折格子」（2012 年 9 月 30 日）
• 島津製作所「Blaze Wavelength」（2012年9月30日）
• パーマー、クリストファー、「回折格子ハンドブック」、第8版、MKSニューポート（2020年）。[1]