회절격자

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광학에서 회절격자(diffraction grating)는 주기적인 구조를 가진 광학격자로서 서로 다른 방향(즉, 서로 다른 회절각)으로 진행하는 여러 개의 빔으로 빛을 회절시키는 역할을 합니다. 새롭게 등장하는 착색은 구조적 착색의 한 형태입니다.^[1][2] 이러한 빔들의 방향들 또는 회절각들은 회절 격자에 대한 파동(광) 입사각, 격자 상의 인접한 회절 요소들 사이의 간격 또는 거리(예를 들어, 투과 격자에 대한 평행 슬릿들), 및 입사광의 파장에 의존합니다. 격자는 분산 요소 역할을 합니다. 이 때문에 회절격자는 단색기, 분광기 등에 보편적으로 사용되지만 고정밀 모션 제어를^[3] 위한 광학 인코더, 파면 측정 등 다른 응용 분야도 가능합니다.^[4][5]

일반적인 용도의 경우, 반사 격자는 표면에 융선 또는 지배를 갖는 반면 투과 격자는 표면에 투과성 또는 중공 슬릿을 갖습니다.^[6] 이러한 격자는 입사파의 진폭을 변조하여 회절 패턴을 만듭니다. 일부 격자는 진폭이 아닌 입사파의 위상을 변조하는데, 이러한 유형의 격자는 홀로그래피를 사용하여 자주 생성될 수 있습니다.^[7]

제임스 그레고리(James Gregory, 1638–1675)는 아이작 뉴턴의 프리즘 실험으로부터 약 1년 후에 새 깃털에 의한 회절 패턴을 관찰하였는데, 이는 사실상 (자연적인 형태의) 최초의 회절격자였다.^[8] 사람이 만든 최초의 회절격자는 1785년경 필라델피아의 발명가 데이비드 리튼하우스에 의해 만들어졌는데, 그는 두 개의 미세한 나사 사이에 머리카락을 늘어뜨렸습니다.^[9][10] 이는 1821년 독일의 저명한 물리학자 요제프 폰 프라운호퍼의 와이어 회절 격자와 유사했습니다.^[11][12] 회절의 원리는 토마스 영과^[13] 오귀스틴-장 프레넬에 의해 발견되었습니다.^[14][15] 이러한 원리를 이용하여 프라운호퍼는 회절격자를 사용하여 선 스펙트럼을 얻은 최초의 사람이고 회절격자로 스펙트럼 선의 파장을 측정한 최초의 사람입니다.

가장 낮은 선 거리(d)를 가진 격자는 1860년대에 그라이프스발트의 프리드리히 아돌프 노버트(1806–1881)에 의해 만들어졌고,^[16] 그 후 두 명의 미국인 루이스 모리스 러더퍼드(1816–1892)와 윌리엄 B. 로저스(1804–1882)가 선두를 차지했고,^[17][18] 19세기 말에는 헨리 아우구스투스 롤랜드(1848–1901)의 오목한 격자가 최고였습니다.^[19][20]

회절 격자는 넓은 스펙트럼(예: 연속적인) 광원에 의해 조명될 때 "무지개" 색상을 생성할 수 있습니다. CD나 DVD와 같은 광 데이터 저장 디스크의 좁은 트랙에서 나오는 무지개와 같은 색상은 회절 격자에 의해 발생하는 빛 회절의 예입니다. 일반적인 회절 격자에는 평행선이 있지만(1차원 격자의 경우에도 해당되지만 2차원 또는 3차원 격자도 가능하며 파면 측정과 같은 용도도 있습니다), CD에는 미세한 간격의 데이터 트랙이 나선형으로 표시됩니다. 반투명 미세 피치 우산 원단 커버를 통해 밝은 포인트 소스를 바라볼 때도 회절 색상이 나타납니다. 반사 격자 패치를 기반으로 한 장식 패턴 플라스틱 필름은 저렴하고 일상적입니다. 물 위의 얇은 기름층(또는 휘발유 등)에서 볼 수 있는 유사한 색 분리는 격자로부터의 회절이 아니라 촘촘하게 쌓인 투과층으로부터의 박막 간섭으로 인해 발생합니다.

운영이론

회절 격자의 경우, 격자 간격(즉, 인접한 격자 홈 또는 슬릿 사이의 거리), 격자에 대한 파동(빛) 입사각 및 격자로부터 회절된 파동 사이의 관계를 격자 방정식이라고 합니다. 다른 많은 광학 공식과 마찬가지로 격자 방정식은 하위헌스-프레넬 원리를 사용하여 유도할 수 있으며,^[21] 전파하는 파동의 파면에 있는 각 점은 점파원으로 작용한다고 간주할 수 있습니다. 그리고 모든 후속 지점의 파면은 이전 파면의 각 점파원의 기여를 합산하여 찾을 수 있습니다.

격자는 각각 미러 또는 렌즈와 유사한 '반사형' 또는 '투과형'일 수 있습니다. 격자는 한 줄기 빛이 반사(거울처럼)와 굴절(렌즈처럼)의 법칙에 따라 각각 행동하는 '0차 모드'( 회절의 정수 순서 m이 0으로 설정된 경우)가 있습니다.

이상적인 회절 격자는 회절을 일으키려면 관심 파장보다 넓어야$$하는 간격 $d{\displaystyle }$ ${\displaystyle$ d$}$의 슬릿 세트로 구성됩니다. 격자에서 정상 입사시 파장$$λ${\displaystyle$\lambda}의 단색광 평면파가 발생한다고 가정(즉, 입사파의 파면은 격자 주 평면과 평행함), 격자의 각 슬릿은 빛이 모든 방향으로 전파되는 준점파원으로 작용합니다(일반적으로 점원에서 전방 반구로 제한되지만). 물론, 입사파가 도달하는 모든 슬릿의 모든 점은 회절파의 점파원으로 작용하며, 회절파에 대한 이러한 모든 기여는 세부적인 회절파 광 특성 분포를 결정하며, 그러나 회절파 강도가 가장 높은 (격자에서) 회절각은 격자의 슬릿에 해당하는 준점 소스에 의해서만 결정됩니다. 입사광(파동)이 격자와 상호작용한 후 격자에서 발생하는 회절광은 격자의 각 슬릿에서 나오는 간섭파^[22] 성분의 합으로 구성되며, 일반적으로 회절광이 통과할 수 있는 공간의 특정 지점(일반적으로 관찰 지점이라고 함)에서 격자의 각 슬릿에서 주어진 지점까지의 경로 길이가 달라지므로 해당 지점의 각 슬릿에서 나오는 파동의 위상도 달라집니다. 따라서 주어진 관측 지점에서 격자 슬릿에서 회절된 파동의 합은 가법적이고 파괴적인 간섭을 통해 빛의 세기에서 피크, 계곡 또는 어느 정도의 사이를 만듭니다.^[23] 인접한 슬릿에서 관측점까지의 광 경로 간의 차이가 파장의 절반의 홀수 정수-배수와 같을 때, 홀수$정수$ l {\$displaystyle$l}을(를$)$ 갖는 ${\displaystyle (}$λ$$/ 2) ${\displaystyle$ l$(\lambda$ / 2)), 그 시점에서 파동은 위상을 벗어납니다. 따라서 서로 취소하여 (locally) 최소 광도를 만듭니다. 마찬가지로 경로 차이가$$λ${\displaystyle$lambda}의 배수일 때 파동은 위상에 있으며 (국소적으로) 최대 강도가 발생합니다. 격자에 대한 법선 입사광의 경우, 최대 세기는 회절각 m ${\displaystyle \theta$_{m}에서 발생하며, 이는 ⁡ θ ${\displaystyle m}$ = m λ${\displaystyle$ d\$sin \theta$_{m$\}$=m\lambda }의${\displaystyle {}_{}}$를 만족합니다. 여기서$$θ m ${\displaystyle \theta$ _{m}는 회절된 광선과 격자의 법선$벡터$ 사이의 각도이고, d${\displaystyle$ d}는 하나의 슬릿의 중심에서 인접한 슬릿의 중심까지의 거리입니다. $그리고{\displaystyle }$ m ${\displaystyle m}$은 회절 차수라고 하는 관심 전파 모드를 나타내는 정수입니다.

평면 광파가 $주기$ d ${\displaystyle$ d$}$의 격자에 일반적으로 입사할$$때 회절광은 회절각$$θ m ${\displaystyle \theta$ _{m}에서 다음과 같이 격자 방정식의 특수한 경우에 의해 주어집니다.

평면파가 격자 법선에 대해 각도$$θ i ${\displaystyle \theta$ _{i}로 입사되면 격자 주기에 직교하는 평면에서 격자 방정식이 됨을 알 수 있습니다.

이는 일반화된 격자 방정식으로 설명되는 원뿔형 또는 평면 외 회절의 보다 일반적인 시나리오의 특별한 경우로 평면 내 회절을 설명합니다. 여기서$$γ ${\displaystyle$\gamma }는 평면파의 방향과 격자 홈의 방향 사이의 각도로, 격자 주기 및 격자 법선의 방향에 모두 직교합니다. θ$$$i$ ${\displaystyle$ \$theta$_{${\displaystyle i_{}}$},$$θ m ${\displaystyle \$$theta$_{m} 및 m ${\displaystyle$ m}에 대한 다양한 기호 규칙이 사용됩니다. 회절과 관련된 계산을 통해 선택 사항을 유지하면 어떤 선택도 괜찮습니다. 회절파 강도가 최대가 되는 회절각을 풀면 방정식은

투과형 회절격자에 대한 직접 투과 또는 반사격자에 대한 정반사에 해당하는 회절광을 영차라고 하며, $m$ = ${\displaystyle 0}$ ${\displaystyle$m = 0$}$이라고 합니다$.$ 다른 회절 광 강도 최대값은 0이 아닌 정수 회절$차수$ m${\displaystyle$m}으로 표현되는$$θ m ${\displaystyle \theta$ _{m} 각도에서 발생합니다. m${\displaystyle$ m}은 0차 회절 빔의 양쪽에서 회절 차수에 대응하여 양수 또는 음수일 수 $.$

격자 방정식이 오른쪽 다이어그램의 격자와 같은 특정 격자에서 파생되더라도(이 격자를 블레이즈드 격자라고 함), 격자의 인접한 회절 요소에서 산란된 빛 사이의 위상 관계는 동일하게 유지되기 때문에 이 방정식은 동일한 간격의 규칙적인 구조에 적용될 수 있습니다. 세부 회절 광 특성 분포(예: 강도)는 격자 요소의 세부 구조와 격자 내 요소의 수에 따라 다르지만 항상 격자 방정식이 제공하는 방향으로 최대치를 제공합니다.

격자가 입사광을 변조하여 회절광을 발생시키는 방식에 따라 다음과 같은 격자 유형이 있습니다.^[25]

• 전송 진폭 회절 격자(transmission amplitude diffraction grating)는 격자를 통해 전송되는 입사파의 강도를 공간적 및 주기적으로 변조합니다(diffraction wave는 이 변조의 결과입니다).
• 격자에서 반사되는 입사파의 세기를 공간적 및 주기적으로 변조하는 반사 진폭 회절 격자.
• 격자를 통과하는 입사파의 위상을 공간적 및 주기적으로 변조하는 투과 위상 회절 격자.
• 격자에서 반사되는 입사파의 위상을 공간적으로 그리고 주기적으로 변조하는 반사 위상 회절 격자.

광축이 공간적으로 그리고 주기적으로 변조되는 광축 회절 격자는 또한 반사 또는 투과 위상 회절 격자로 간주됩니다.

격자 방정식은 회절파 특성의 세부 분포가 각 격자의 세부 구조에 따라 달라지더라도 격자의 인접한 회절 요소에서 회절파 사이의 위상 관계가 동일하기 때문에 이러한 모든 격자에 적용됩니다.

양자전기역학

양자 전기 역학(QED)은 입자로서의 광자 측면에서 회절 격자의 특성을 (어떤 수준에서는) 또 다른 유도를 제공합니다. QED는 양자역학의 경로 적분 공식으로 직관적으로 설명할 수 있습니다. 따라서 광자는 소스에서 최종 지점까지의 모든 경로, 각 경로가 특정 확률 진폭을 갖는 것으로 모델링할 수 있습니다. 이러한 확률 진폭은 복소수 또는 등가 벡터로 표현되거나 리처드 파인먼이 QED에 대한 그의 책에서 단순히 "화살"이라고 부르는 것처럼 표현될 수 있습니다.

특정 사건이 발생할 확률에 대해 사건이 발생할 수 있는 모든 가능한 방법에 대한 확률 진폭을 합산한 다음 결과 길이의 제곱을 취합니다. 이 경우, 단색 소스의 광자가 특정 시간에 특정 최종 지점에 도달할 확률 진폭은 광자가 최종 지점에 도달하면 평가될 때까지 빠르게 회전하는 화살표로 모델링할 수 있습니다. 예를 들어, 광자가 거울에서 반사되어 주어진 시간 후에 주어진 지점에서 관찰될 확률을 위해, 광자가 소스를 떠날 때 회전하는 확률 진폭을 설정하고 거울로 따라간 다음 최종 지점까지 이동합니다. 같은 각도로 거울에서 튕겨 나오는 것을 포함하지 않는 경로의 경우에도 마찬가지입니다. 그런 다음 광자의 최종 지점에서 확률 진폭을 평가할 수 있으며, 다음으로 이 모든 화살표를 통합하고(벡터 합계 참조) 결과의 길이를 제곱하여 이 광자가 관련 방식으로 거울에 반사될 확률을 얻을 수 있습니다. 이 경로들이 걸리는 시간은 확률 진폭 화살표의 각도를 결정하는데, 이는 일정한 속도로 "회전"한다고 말할 수 있기 때문입니다(광자의 주파수와 관련이 있음).

거울의 고전적인 반사 부위 근처의 경로의 시간은 거의 같기 때문에 확률 진폭은 거의 같은 방향을 가리키므로 상당한 양을 가집니다. 거울의 가장자리로 향하는 경로를 조사하면 근처 경로의 시간이 서로 상당히 다르므로 빠르게 취소되는 벡터를 합산하게 됩니다. 따라서 빛이 더 멀리 나가는 경로보다 고전에 가까운 반사 경로를 따라갈 확률이 더 높습니다. 그러나 이 거울을 사용하여 회절격자를 만들 수 있는데, 거울 가장자리 근처의 일반적으로 근처의 진폭을 상쇄하는 영역을 긁어냄으로써 회절격자를 만들 수 있지만, 지금은 광자가 긁어낸 부분에서 반사되지 않기 때문에 예를 들어 45도를 가리키는 확률 진폭은 상당한 양을 가질 수 있습니다. 따라서 올바른 주파수 합의 빛을 더 큰 확률 진폭으로 허용하므로 적절한 최종 지점에 도달할 확률이 더 높습니다.

이 특정한 설명은 많은 단순화를 수반합니다: 점원, 빛이 반사할 수 있는 "표면"(따라서 전자와의 상호작용을 무시하는 것) 등. 가장 큰 단순화는 아마도 광자의 확률 진폭이 통과하는 동안 "회전"하지 않기 때문에 확률 진폭 화살표의 "회전"이 실제로 소스의 "회전"으로 더 정확하게 설명된다는 사실일 것입니다. 우리는 광자가 소스를 떠난 시간을 불확실하게 함으로써 확률 진폭에서 동일한 변화를 얻으며, 경로의 시간은 광자가 소스를 언제 떠났는지, 따라서 광자의 "화살" 각도가 얼마인지 알려줍니다. 그러나 이 모델과 근사치는 회절 격자를 개념적으로 설명하는 데 합리적인 모델입니다. 다른 주파수의 빛은 동일한 회절 격자에서 반사될 수 있지만 최종 지점이 다릅니다.^[26]

분산 요소로서의 격자

격자 방정식의 파장 의존성은 격자가 입사 다색 빔을 다른 각도에서 구성 파장 성분으로 분리한다는 것을 보여줍니다. 즉, 각도 분산입니다. 입력 빔 스펙트럼의 각 파장은 다른 방향으로 보내져 백색광 조명 아래에서 색상의 무지개를 생성합니다. 이는 비록 메커니즘이 매우 다르지만 시각적으로 프리즘의 작동과 유사합니다. 프리즘은 굴절률이 다르기 때문에 다른 파장의 파동을 다른 각도로 굴절시키는 반면 격자는 각 파장의 간섭으로 인해 다른 각도로 파장을 회절시킵니다.

연속적인 차수에 해당하는 회절된 빔은 입사되는 빔의 스펙트럼 함량과 격자 밀도에 따라 겹칠 수 있습니다. 스펙트럼 순서가 높을수록 다음 순서로의 중첩이 커집니다.

격자 방정식은 회절된 순서의 각도가 홈의 모양에 의존하지 않고 홈의 주기에만 의존한다는 것을 보여줍니다. 그루브들의 단면 프로파일을 제어함으로써, 주어진 파장 동안 회절된 광 에너지의 대부분을 특정한 순서로 집중시킬 수 있습니다. 삼각형 프로필이 일반적으로 사용됩니다. 이 기술을 블레이징이라고 합니다. 회절이 가장 효율적인 입사각과 파장(입사 에너지에 대한 회절된 광학 에너지의 비율이 가장 높음)을 블레이징 각도와 블레이징 파장이라고 합니다. 격자의 효율은 입사광의 편광에 따라 달라질 수도 있습니다. 격자는 일반적으로 홈 밀도, 단위 길이당 홈 수, 일반적으로 밀리미터(g/mm)당 홈으로 표현되며 홈 주기의 역수와 같습니다. 그루브 주기는 관심 파장의 순서여야 하며, 격자로 덮인 스펙트럼 범위는 그루브 간격에 따라 달라지며, 동일한 격자 상수(그루브 밀도 또는 그루브 주기를 의미함)를 갖는 규칙형 및 홀로그래픽 격자의 경우에도 동일합니다. 격자가 회절할 수 있는 최대 파장은 격자 주기의 두 배와 같으며, 이 경우 입사광과 회절광은 격자 법선에 대해 90도(90°)입니다. 더 넓은 주파수에 걸쳐 주파수 분산을 얻으려면 프리즘을 사용해야 합니다. 격자의 사용이 가장 일반적인 광학 영역은 100nm에서 10 µm 사이의 파장에 해당합니다. 그 경우 홈 밀도는 에셸 격자에서와 같이 밀리미터당 수십 개의 홈에서 밀리미터당 수천 개의 홈까지 다양할 수 있습니다.

홈 간격이 빛의 파장의 절반 이하일 때 현재의 순서는 m = 0 순서뿐입니다. 이러한 작은 주기성을 갖는 격자(입광 파장에 대하여)를 서브파장 격자라고 하며 특별한 광학적 특성을 나타냅니다. 등방성 재료 위에 만들어진 서브파장 격자는 복굴절을 형성하고, 이 물질은 복굴절인 것처럼 행동합니다.

제작

SR(표면 완화) 격자

SR 격자는 함몰부(낮은 완화부)와 상승부(높은 완화부)의 표면 구조 때문에 이름이 붙여졌습니다. 원래 고해상도 격자는 건설이 큰 과제인 고품질 지배 엔진에 의해 지배되었습니다. 헨리 조지프 그레이슨(Henry Joseph Grayson)은 회절격자를 만드는 기계를 설계하여 1899년에 120,000개의 선(mm당 약 4,724개의 선) 중 하나로 성공했습니다. 후에 포토리소그래피 기술은 홀로그래픽 간섭 패턴을 통해 격자를 만들었습니다. 홀로그래픽 격자는 제조하는 동안 격자 재료에 광학적인 정현파 간섭 패턴의 결과로 정현파 홈이 있으며, 규칙적인 격자만큼 효율적이지 않을 수 있지만, 미광을 덜 생성하기 때문에 단색기에서 선호되는 경우가 많습니다. 복사 기술은 두 유형의 마스터 격자로부터 고품질 복제품을 만들 수 있으므로 제작 비용을 절감할 수 있습니다.

오늘날 반도체 기술은 홀로그래픽 패턴의 격자를 융합 실리카와 같은 견고한 물질로 식각하는 데에도 사용됩니다. 이와 같이, 낮은 유광 홀로그래피는 깊은 에칭된 투과 격자의 높은 효율과 결합되어 대용량 저비용 반도체 제조 기술에 통합될 수 있습니다.

VPH(볼륨 위상 홀로그래피) 격자

회절격자를 제조하는 또 다른 방법은 두 기판 사이에 끼워진 감광성 겔을 사용합니다. 홀로그래픽 간섭 패턴은 나중에 개발된 젤을 노출시킵니다. 체적 위상 홀로그래피 회절 격자(또는 VPH 회절 격자)라고 하는 이러한 격자는 물리적 홈이 없고 대신 겔 내의 굴절률을 주기적으로 변조합니다. 이를 통해 일반적으로 다른 유형의 격자에서 볼 수 있는 표면 산란 효과를 상당 부분 제거할 수 있습니다. 또한 이러한 격자는 더 높은 효율성을 가지며 복잡한 패턴을 단일 격자에 포함할 수 있습니다. VPH 회절격자는 일반적으로 입사광이 통과하여 회절되는 투과격자이지만, VPH 반사격자는 굴절률 변조 방향을 격자 표면에 대해 기울임으로써 만들어질 수도 있습니다.^[27] 이러한 격자의 오래된 버전에서는 젤을 저온과 습도에 보관해야 했기 때문에 환경적 민감성이 절충되었습니다. 일반적으로 감광성 물질은 습도, 열 및 기계적 응력에 강한 두 기판 사이에 밀봉됩니다. VPH 회절 격자는 우발적인 터치에도 파괴되지 않으며 일반적인 릴리프 격자보다 스크래치에 강합니다.

기타격자

집적 광파 회로에 격자 삽입을 위한 새로운 기술은 디지털 평면 홀로그래피(DPH)입니다. DPH 격자는 컴퓨터에서 생성되고 표준 마이크로 리소그래피 또는 나노 임프린팅 방법을 사용하여 광도파로 평면의 하나 또는 여러 인터페이스에서 제작되며 대량 생산과 호환됩니다. 빛은 굴절률 구배에 의해 제한된 DPH 격자 내부에서 전파되며, 이는 더 긴 상호 작용 경로와 라이트 스티어링의 더 큰 유연성을 제공합니다.

예

회절 격자는 단색기, 분광기, 레이저, 파장 분할 다중화 장치, 광 펄스 압축 장치, 간섭계 ^[28]및 기타 많은 광학 기기에 자주 사용됩니다.

일반 프레스 CD 및 DVD 미디어는 회절 격자의 일상적인 예이며 햇빛을 반사하여 흰색 벽에 효과를 입증하는 데 사용할 수 있습니다. CD의 한 표면에는 플라스틱에 나선형으로 배열된 많은 작은 구멍이 있기 때문에 이것은 CD 제조의 부작용입니다. 그 표면에는 구멍이 더 잘 보이도록 얇은 금속 층이 적용되어 있습니다. DVD의 구조는 광학적으로 비슷하지만, 하나 이상의 구멍이 뚫린 표면이 있을 수 있으며, 모든 구멍이 뚫린 표면이 디스크 내부에 있습니다.^[29][30]

매질의 굴절률에 대한 민감성으로 인해 회절격자는 유체 특성의 센서로 사용될 수 있습니다.^[31]

홈에 수직인 낮은 각도에서 볼 때 표준 압착 비닐 레코드에서 CD/DVD와 유사하지만 덜 정의된 효과를 볼 수 있습니다. 이는 시야각(검은 비닐의 임계 반사각 미만)과 이로 인해 반사되는 빛의 경로가 홈에 의해 변화되어 무지개 완화 패턴을 남기 때문입니다.

회절 격자를 사용하여 글로우 라이트가 있는 누크 심플 터치와 같은 e-리더의 전면 조명을 고르게 분산시킵니다.^[32]

전자 부품의 격자

일부 일상적인 전자 부품에는 미세하고 규칙적인 패턴이 포함되어 있으므로 결과적으로 회절 격자 역할을 쉽게 수행할 수 있습니다. 예를 들어, 버려진 휴대폰과 카메라의 CCD 센서는 장치에서 제거할 수 있습니다. 레이저 포인터를 사용하면 회절을 통해 CCD 센서의 공간 구조를 알 수 있습니다.^[33] 이것은 스마트폰의 LCD 또는 LED 디스플레이에도 수행할 수 있습니다. 이러한 디스플레이는 일반적으로 투명 케이스로 보호되기 때문에 휴대폰을 손상시키지 않고 실험을 수행할 수 있습니다. 정확한 측정이 의도되지 않은 경우 스포트라이트를 통해 회절 패턴이 드러날 수 있습니다.

자연 격자

줄무늬 근육은 가장 흔하게 발견되는 자연 회절 격자이며^[34], 이것은 생리학자들이 그러한 근육의 구조를 결정하는 데 도움을 주었습니다. 이 외에도 결정의 화학구조는 가시광선 이외의 전자기복사의 종류에 대한 회절격자로 생각할 수 있는데, 이것은 X선 결정학과 같은 기술의 기초가 됩니다.

회절격자와 혼동되는 가장 일반적인 것은 공작 깃털, 자개, 나비 날개의 산뜻한 색상입니다. 조류,^[35] 어류^[36], 곤충의^[35][37] 노화는 종종 회절격자가 아닌 박막 간섭에 의해 발생합니다. 회절은 시야각이 변화함에 따라 전체 색상 스펙트럼을 생성하는 반면, 박막 간섭은 일반적으로 훨씬 더 좁은 범위를 생성합니다. 꽃의 표면은 또한 회절을 만들 수 있지만, 식물의 세포 구조는 일반적으로 회절 격자에 필요한 미세한 슬릿 기하학을 생성하기에는 너무 불규칙합니다.^[38] 따라서 꽃의 노화 신호는 매우 국소적으로만 감지할 수 있으므로 곤충을 방문하는 사람과 꽃은 볼 수 없습니다.^[39][40] 하지만, 자연적인 격자는 씨앗 새우의 더듬이인 ^[41]공작 거미와 같은 일부 무척추 동물에서 발생하며 심지어 버지스 셰일 화석에서도 발견되었습니다.^[42][43]

회절격자 효과는 때때로 기상학에서 볼 수 있습니다. 회절 코로나는 태양과 같은 광원을 둘러싼 다채로운 고리입니다. 이것들은 보통 후광보다 광원에 훨씬 더 가깝게 관찰되며, 안개 낀 하늘에서 물방울, 얼음 결정 또는 연기 입자와 같은 매우 미세한 입자에 의해 발생합니다. 입자의 크기가 거의 비슷하면 들어오는 빛을 매우 특정한 각도로 회절시킵니다. 정확한 각도는 입자의 크기에 따라 다릅니다. 회절 코로나는 안개 속에서 촛불 불꽃이나 가로등과 같은 광원 주변에서 흔히 관찰됩니다. 구름 속의 입자들이 모두 크기가 균일할 때, 코로나 고리를 따라 발생하는 회절 현상은 구름 속의 입자들에 의해 발생합니다.^[44]

참고 항목

메모들

참고문헌

외부 링크

• Diffraction Gratings 강의 9, YouTube
• 회절격자 — 중요한 분산 요소
• 광학 튜토리얼 - 회절 격자 규칙 및 홀로그래픽
• Windows XP 이상의 일반 반사 오목 격자를 처리하는 Ray-Tracing 프로그램
• 회절격자보의 간섭현상 - 울프램 실증