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2025-09-29T19:01:21Z

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'''Blazegitter''' (von engl. ''to blaze'' = funkeln), auch '''Echelettegitter''' genannt (nach franz. ''échelle'' = Stufenleiter), sind spezielle [[Optisches Gitter|optische Gitter]]. Sie sind so optimiert, dass die [[Beugungseffizienz]] für eine bestimmte [[Beugungsordnung]] maximal wird. Dazu wird möglichst viel [[Lichtintensität|Intensität]] in einer gewünschten Beugungsordnung konzentriert, in den übrigen Ordnungen (insbesondere der nullten) hingegen minimiert. Da sich dies nur für jeweils eine [[Wellenlänge]] exakt erreichen lässt, wird stets angegeben, für welche ''Blaze-Wellenlänge'' das Gitter optimiert („geblazed“) ist.

Neben der Blaze-Wellenlänge und der Beugungsordnung ist der ''Blazewinkel'' die dritte charakteristische Größe eines Blazegitters.

== Blazewinkel ==
Wie alle optischen Gitter besitzen auch Blazegitter einen konstanten Gitterlinienabstand <math>d</math>, welcher die Stärke der vom Gitter verursachten [[Dispersion (Physik)|Wellenlängenaufspaltung]] bestimmt. Die einzelnen Gitterlinien weisen jedoch einen dreieckigen Querschnitt in Sägezahnform auf, wodurch sich eine Stufenstruktur ergibt. Die Stufen sind dabei um den Blazewinkel <math>\theta_B</math> gegen die Gitterfläche geneigt. Entsprechend stehen Stufen[[normale]] und Gitternormale ebenfalls im Winkel <math>\theta_B</math> zueinander.

Der Blazewinkel wird so optimiert, dass die Effizienz für die Wellenlänge des verwendeten Lichts in der gewünschten Beugungsordnung maximal wird. Anschaulich bedeutet dies, dass <math>\theta_B</math> so gewählt wird, dass der am Gitter [[Beugung (Physik)|gebeugte]] Strahl und ein an der Stufe [[Reflexion (Physik)|reflektierter]] Strahl in die gleiche Richtung abgelenkt werden.

Im Allgemeinen werden Blazegitter in der Littrow-Anordnung gefertigt.

== Littrow-Anordnung ==
[[Datei:blazed grating.svg|miniatur|300px|alt=Beugung am Blazegitter|Beugung am Blazegitter]]
In der Littrow-Anordnung wird der Blazewinkel so gewählt, dass der Ausfallswinkel des gebeugten Strahls dem Einfallswinkel entspricht. Für ein [[Reflexionsgitter]] bedeutet dies, dass der gebeugte Strahl zurück in Richtung des einfallenden Strahls reflektiert wird (blauer Strahl im Bild). Die Strahlen stehen dann senkrecht auf der Stufe, d. h. parallel zur Stufennormalen. Damit gilt in Littrow-Anordnung <math>\alpha = \beta = \theta_B</math>.

Die Beugungswinkel des Gitters werden durch die Stufenstruktur ''nicht'' beeinflusst. Sie werden weiterhin durch den Linienabstand bestimmt und lassen sich nach der [[Optisches Gitter #Gittergleichung|Gittergleichung]] berechnen:
:<math>d \cdot \left( \sin{\alpha} + \sin{\beta} \right) = m \cdot \lambda</math>

mit:
:<math>d</math> = Gitterlinienabstand
:<math>\alpha</math> = Einfallswinkel des eingestrahlten Lichts
:<math>\beta</math> = Ausfallswinkel des gebeugten Lichts (Winkel wird in derselben Richtung wie <math>\alpha</math> genommen, sprich das rote <math>\beta</math> wäre in dem obigen Bild negativ, falls <math>\alpha</math> positiv ist)
:<math>m</math> = betrachtete Beugungsordnung
:<math>\lambda</math> = Wellenlänge des Lichts.

Für die Littrow-Anordnung wird daraus <math>2 \cdot d \cdot \sin{\theta_B} = m \cdot \lambda</math>, womit sich durch Auflösen nach <math>\theta_B</math> der Blaze-Winkel für beliebige Kombinationen aus Beugungsordnung, Wellenlänge und Linienabstand berechnen lässt:

:<math>\Leftrightarrow \theta_B = \arcsin{\frac{m \cdot \lambda}{2 \cdot d}} \ .</math>

== Geblazedes Transmissionsgitter ==
Blazegitter lassen sich auch als [[Transmissionsgitter]] realisieren. Dabei wird der Blazewinkel so gewählt, dass die gewünschte Beugungsordnung mit dem durch das Gitter[[Ausbreitungsmedium|medium]] [[Brechung (Physik)|gebrochenen]] Lichtstrahl zusammenfällt.<ref>Richardson Gratings, „[http://www.gratinglab.com/Information/Technical_Notes/TechNote4.aspx Technical Note 4 - Transmission Gratings]“, Abschnitt zu „Blazed Transmission Gratings“ (30. September 2012).</ref>

== Echellegitter ==
{{Hauptartikel|Echellegitter}}
Zu den Blazegittern gehört auch das ''Echellegitter''. Es zeichnet sich durch einen besonders großen Blazewinkel (>45°) aus, wodurch das Licht nicht mehr auf den langen, sondern auf den kurzen Schenkel der geblazeden Gitterlinien trifft. Echellegitter werden zumeist mit größerem Gitterlinienabstand gefertigt, jedoch für höhere Beugungsordnungen optimiert.

== Weblinks ==
*Richardson Gratings, „[http://www.gratinglab.com/Information/Technical_Notes/TechNote11.aspx Technical Note 11 - Determination of the Blaze Wavelength]“ (30. September 2012)
*Horiba Scientific, „[http://www.horiba.com/scientific/products/optics-tutorial/diffraction-gratings/ Diffraction Gratings]“ (30. September 2012)
*Shimadzu, „[http://www.shimadzu.com/products/opt/oh80jt0000001uz0.html Blaze Wavelength]“ (30. September 2012)

== Einzelnachweise ==

<references />

[[Kategorie:Optisches Bauteil]]
[[Kategorie:Physikalisches Prinzip eines Optischen Bauteils]]

Blazegitter - Versionsgeschichte

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