Rejilla de difracción
En óptica , una rejilla de difracción es un componente óptico con una estructura periódica que difracta la luz en varios haces que viajan en diferentes direcciones (es decir, diferentes ángulos de difracción). La coloración emergente es una forma de coloración estructural . [1] [2] Las direcciones o los ángulos de difracción de estos haces dependen del ángulo de incidencia de la onda (luz) en la rejilla de difracción, el espaciamiento o la distancia entre los elementos de difracción adyacentes (p. ej., rendijas paralelas para una rejilla de transmisión) en la rejilla, y la longitud de onda de la luz incidente. La rejilla actúa como elemento dispersivo . Debido a esto, las rejillas de difracción se usan comúnmente enmonocromadores y espectrómetros , pero también son posibles otras aplicaciones, como codificadores ópticos para control de movimiento de alta precisión [3] y medición de frente de onda. [4] [5]
Para aplicaciones típicas, una rejilla reflectante tiene crestas o rayas en su superficie, mientras que una rejilla transmisiva tiene ranuras transmisivas o huecas en su superficie. [6] Tal rejilla modula la amplitud de una onda incidente en ella para crear un patrón de difracción. También hay rejillas que modulan las fases de las ondas incidentes en lugar de la amplitud, y este tipo de rejillas se pueden producir con frecuencia mediante el uso de holografía . [7]
James Gregory (1638-1675) observó los patrones de difracción causados por una pluma de pájaro, que fue efectivamente la primera rejilla de difracción (en forma natural) que se descubrió, aproximadamente un año después de los experimentos con prismas de Isaac Newton . [8] La primera rejilla de difracción hecha por el hombre fue hecha alrededor de 1785 por el inventor de Filadelfia David Rittenhouse , quien ensartó cabellos entre dos tornillos finamente roscados. [9] [10] Esto era similar a la rejilla de difracción de alambre del notable físico alemán Joseph von Fraunhofer en 1821 . [11] [12] Los principios de la difracción fueron descubiertos porThomas Young [13] y Augustin-Jean Fresnel . [14] [15] Utilizando estos principios, Fraunhofer fue el primero en utilizar una rejilla de difracción para obtener espectros de líneas y el primero en medir las longitudes de onda de las líneas espectrales con una rejilla de difracción.
Las rejillas con la distancia de línea más baja (d) fueron creadas en la década de 1860 por Friedrich Adolph Nobert (1806–1881) en Greifswald; [16] luego, los dos estadounidenses Lewis Morris Rutherfurd (1816–1892) y William B. Rogers (1804–1882) tomaron la delantera; [17] [18] y, a finales del siglo XIX, las rejillas cóncavas de Henry Augustus Rowland (1848–1901) eran las mejores disponibles. [19] [20]
Una rejilla de difracción puede crear colores de "arco iris" cuando se ilumina con una fuente de luz de amplio espectro (p. ej., continua). Los colores similares al arco iris de pistas estrechas poco espaciadas en discos de almacenamiento de datos ópticos, como CD o DVD , son un ejemplo de difracción de luz.causadas por rejillas de difracción. Una rejilla de difracción habitual tiene líneas paralelas (es cierto para rejillas unidimensionales, pero también son posibles rejillas bidimensionales o tridimensionales y tienen sus propias aplicaciones, como la medición del frente de onda), mientras que un CD tiene una espiral de pistas de datos finamente espaciadas. . Los colores de difracción también aparecen cuando uno mira una fuente puntual brillante a través de una cubierta translúcida de tela de paraguas de paso fino. Las películas plásticas estampadas decorativas basadas en parches de rejilla reflectantes son económicas y comunes. Una separación de color similar que se observa en capas delgadas de aceite (o gasolina, etc.) sobre el agua, conocida como iridiscencia , no es causada por la difracción de una rejilla, sino por la interferencia de una película delgada de las capas transmisivas apiladas muy juntas.
