परिचय

स्पेक्ट्रोमीटर, मोनोक्रोमेटर्स और अन्य फैलाने वाले ऑप्टिकल उपकरणों का निर्माण करने वाले इंजीनियरों और खरीद टीमों के लिए, सामग्री के बिल में विवर्तन झंझरी शायद ही कभी सबसे महंगी लाइन आइटम होती है - लेकिन यह लगभग हमेशा वह घटक होता है जो यह निर्धारित करता है कि तैयार उपकरण अपने रिज़ॉल्यूशन, थ्रूपुट और भटके हुए - प्रकाश विनिर्देशों को पूरा करता है या नहीं। गलत ग्रूव घनत्व, ब्लेज़ कोण, या सब्सट्रेट का चयन करने से विकास चक्र के अंत में पूरे ऑप्टिकल बेंच के रीडिज़ाइन को मजबूर किया जा सकता है, जबकि सही ग्रेटिंग, एक निर्माता से प्राप्त की जाती है जो ट्रेडऑफ़ को समझता है, विकास के समय को कम कर सकता है और साथ ही उपकरण के प्रदर्शन में सुधार कर सकता है।

यह मार्गदर्शिका झंझरी निर्दिष्ट करते समय उपकरण निर्माताओं द्वारा सामना किए जाने वाले प्रमुख तकनीकी और व्यावसायिक निर्णयों के बारे में बताती है, और यह बताती है कि जिलिन जुयाओ टेक्नोलॉजी कंपनी लिमिटेड (JYOPTIX) के विनिर्माण अभ्यास के आधार पर एक झंझरी आपूर्तिकर्ता में क्या देखना है, यह एक चांगचुन आधारित सटीक प्रकाशिकी निर्माता है जो स्पेक्ट्रोस्कोपी, लेजर और विश्लेषणात्मक उपकरण के लिए शासित और होलोग्राफिक विवर्तन झंझरी का उत्पादन करता है।

ग्रेटिंग निर्णय प्रारंभिक इंजीनियरिंग ध्यान देने योग्य क्यों है?

एक विवर्तन झंझरी किसी भी फैलाने वाले स्पेक्ट्रोस्कोपिक सिस्टम के केंद्र में बैठती है, जो आने वाली रोशनी को उसके घटक तरंग दैर्ध्य में विभाजित करती है ताकि एक डिटेक्टर सरणी या निकास स्लिट उन्हें हल कर सके। इसकी नाली ज्यामिति, कोटिंग और सब्सट्रेट गुणवत्ता सीधे नियंत्रित करती है:

क्योंकि ये पैरामीटर अन्योन्याश्रित हैं, झंझरी का चयन ऑप्टिकल डिज़ाइन के समानांतर होना चाहिए, न कि यांत्रिक लेआउट के जमने के बाद। उपकरण टीमें, जो झंझरी को देर से गिराए जाने वाले कैटलॉग भाग के रूप में मानती हैं, अक्सर कार्यक्रम के मध्य में यह खोजती हैं कि कोई भी ऑफ-{2}शेल्फ ग्रूव घनत्व उनके रिज़ॉल्यूशन लक्ष्य और उनके पदचिह्न बाधा दोनों को संतुष्ट नहीं करता है - जिस बिंदु पर एक कस्टम नियम या कस्टम होलोग्राफिक ग्रेटिंग ही आगे बढ़ने का एकमात्र रास्ता बन जाता है।

चरण 1: रूल्ड और होलोग्राफिक ग्रेटिंग्स के बीच निर्णय लें

निर्णय वृक्ष में पहला कांटा विनिर्माण प्रौद्योगिकी है, और इसके वास्तविक प्रदर्शन परिणाम होते हैं।

शासित (यंत्रवत् शासित) झंझरीएक हीरे के उपकरण के साथ सब्सट्रेट में समानांतर खांचे को भौतिक रूप से काटकर उत्पादित किया जाता है, आमतौर पर एक सत्तारूढ़ इंजन या एक इंटरफेरोमेट्रिक रूप से नियंत्रित प्रक्रिया का उपयोग करके। शासित झंझरी एक विशिष्ट ज्वाला तरंग दैर्ध्य पर बहुत उच्च, सटीक अनुरूप दक्षता प्राप्त कर सकती हैं, और वे एक परिभाषित वर्णक्रमीय बैंड - अवरक्त प्रक्रिया निगरानी, ​​​​लेजर स्पेक्ट्रोस्कोपी, और फूरियर - ट्रांसफ़ॉर्म उपकरणों में अधिकतम थ्रूपुट की मांग करने वाले अनुप्रयोगों के लिए मानक विकल्प बने हुए हैं। क्योंकि ग्रूव प्रोफ़ाइल (आमतौर पर एक ब्लेज़्ड सॉटूथ) को सीधे इंजीनियर किया जा सकता है, शासित झंझरी निर्माताओं को दक्षता वक्र पर अच्छा नियंत्रण प्रदान करती है।

होलोग्राफिक झंझरीदो सुसंगत लेजर बीम से एक हस्तक्षेप पैटर्न के लिए एक प्रकाश संवेदनशील सब्सट्रेट को उजागर करके, फिर परिणाम को विकसित और कोटिंग करके उत्पादित किया जाता है। यह प्रक्रिया स्वाभाविक रूप से बहुत कम आवारा प्रकाश और बड़े या घुमावदार छिद्रों में उत्कृष्ट नाली एकरूपता पैदा करती है, यही कारण है कि होलोग्राफिक झंझरी उन अनुप्रयोगों पर हावी हो जाती है जहां बिखरी हुई रोशनी माप को खराब कर देगी - ट्रेस{2}}स्तर यूवी{{3}विज़ अवशोषक, प्रतिदीप्ति, रमन, और फ्लैट{4}फ़ील्ड स्पेक्ट्रोग्राफ डिज़ाइन जहां झंझरी को स्वयं फ़ील्ड वक्रता को भी सही करना होगा (उदाहरण के लिए, फ़्लैट{5}}फ़ील्ड अवतल होलोग्राफ़िक झंझरी, अतिरिक्त फ़ोकसिंग की आवश्यकता को समाप्त करती है। कॉम्पैक्ट स्पेक्ट्रोग्राफ हाउसिंग में प्रकाशिकी)।

चरण 2: ग्रूव डेंसिटी और ब्लेज़ को अपने रिज़ॉल्यूशन और रेंज लक्ष्यों से मिलाएं

ग्रूव घनत्व - लाइनें प्रति मिलीमीटर - और रिज़ॉल्यूशन पावर स्केल एक साथ, लेकिन मुफ़्त में नहीं। उच्च ग्रूव घनत्व सैद्धांतिक रिज़ॉल्यूशन में सुधार करता है लेकिन प्रयोग करने योग्य मुक्त वर्णक्रमीय सीमा को कम करता है और आमतौर पर चरम दक्षता को कम करता है जब तक कि ब्लेज़ कोण को लक्ष्य क्रम और तरंग दैर्ध्य के लिए सावधानीपूर्वक अनुकूलित नहीं किया जाता है। कोटेशन का अनुरोध करने से पहले उपकरण इंजीनियरों को तीन नंबरों से पीछे की ओर काम करना चाहिए:

1. आवश्यक विभेदन शक्ति (λ/Δλ)तरंग दैर्ध्य पर जो अनुप्रयोग के लिए सबसे अधिक मायने रखता है
2. प्रयोग करने योग्य तरंग दैर्ध्य रेंज, जिसमें यह भी शामिल है कि क्या उपकरण को ब्रॉड बैंड में स्वीकार्य दक्षता बनाए रखनी चाहिए (उदाहरण के लिए, ब्रॉडबैंड इन्फ्रारेड प्रोसेस मॉनिटर के लिए 1500-10600 एनएम) या एकल संकीर्ण विंडो के लिए अनुकूलित है
3. उपलब्ध ऑप्टिकल पथ की लंबाई और बीम पदचिह्नचूंकि खांचे का घनत्व किसी दिए गए उपकरण लिफाफे के भीतर व्यावहारिक रिज़ॉल्यूशन सीमा निर्धारित करने के लिए झंझरी के आकार के साथ बातचीत करता है

20 लाइन/मिमी तक कम {{0}ग्रूव{1}घनत्व वाले समतल शासित झंझरी - को विशेष रूप से 10 माइक्रोमीटर से अधिक दूर के अवरक्त अनुप्रयोगों के लिए इंजीनियर किया जाता है, जहां अत्यधिक उच्च ऑर्डर ओवरलैप के बिना लंबी तरंग दैर्ध्य को कुशलतापूर्वक विवर्तित करने के लिए मोटे ग्रूव संरचनाओं की आवश्यकता होती है। 50-200 लाइन/मिमी रेंज में मध्य{9}घनत्व वाली झंझरी, अधिकांश निकट-अवरक्त और ब्रॉडबैंड औद्योगिक प्रक्रिया अनुप्रयोगों को कवर करती है, जो अक्सर ब्लेज़ डिज़ाइन के आधार पर 500-5000 एनएम या 1600-16000 एनएम तक फैली होती है। स्पेक्ट्रम के दूसरे छोर पर, उच्च -खांचे-घनत्व वाली होलोग्राफिक झंझरी (1200 लाइन/मिमी और ऊपर) यूवी विज़ मोनोक्रोमेटर्स के लिए मानक हैं जहां एक कॉम्पैक्ट पदचिह्न में ठीक रिज़ॉल्यूशन कच्चे थ्रूपुट से अधिक मायने रखता है।

एक साथ विस्तृत वर्णक्रमीय रेंज में बहुत उच्च रिज़ॉल्यूशन की मांग करने वाले अनुप्रयोगों के लिए - परमाणु उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी, उच्च {{1}रमन, और सटीक प्रयोगशाला विश्लेषणात्मक उपकरण -एकेल झंझरीपूरी तरह से एक अलग समाधान पेश करें। एकल विवर्तन क्रम पर भरोसा करने के बजाय, ईशेल झंझरी को एक मोटे खांचे संरचना के साथ शासित किया जाता है और उच्च विवर्तन आदेशों पर संचालित किया जाता है, फिर ओवरलैपिंग ऑर्डर को अलग करने के लिए एक क्रॉस -फैलाने वाले तत्व के साथ जोड़ा जाता है। यह दृष्टिकोण समान आकार के एक पारंपरिक विमान झंझरी से परे परिमाण के एक क्रम की संकल्प शक्ति प्रदान करता है, यही कारण है कि एचेल डिज़ाइन अपनी अतिरिक्त ऑप्टिकल जटिलता के बावजूद उच्च {{3}अंत परमाणु उत्सर्जन और एचेल स्पेक्ट्रोग्राफ उपकरणों पर हावी होते हैं।

चरण 3: अपने ऑपरेटिंग वातावरण के लिए सब्सट्रेट, कोटिंग और यांत्रिक सहनशीलता निर्दिष्ट करें

यदि सब्सट्रेट और कोटिंग के विकल्प अनुप्रयोग परिवेश से मेल नहीं खाते हैं, तो समान खांचे विशिष्टताओं वाली दो झंझरी क्षेत्र में बहुत अलग-अलग व्यवहार कर सकती हैं।

• सब्सट्रेट सामग्री और थर्मल विस्तार:अनियंत्रित औद्योगिक वातावरणों - सेमीकंडक्टर फैब, फोटोवोल्टिक और लिथियम {{1} आयन बैटरी उत्पादन लाइनों, फार्मास्युटिकल प्रक्रिया लाइनों - में तैनात उपकरणों को ऐसे सब्सट्रेट्स की आवश्यकता होती है जिनकी थर्मल विस्तार विशेषताएं कामकाजी तापमान सीमा में अंशांकन को अलग करने के लिए ग्रूव रिक्ति को पर्याप्त रूप से स्थानांतरित नहीं करती हैं। यह जलवायु नियंत्रित कमरों में काम करने वाले प्रयोगशाला उपकरणों की तुलना में निरंतर ऑनलाइन प्रक्रिया विश्लेषकों के लिए कहीं अधिक मायने रखता है।
• चिंतनशील कोटिंग चयन:एल्यूमीनियम कोटिंग्स मध्यम लागत पर ब्रॉडबैंड परावर्तन प्रदान करती हैं; सोने की कोटिंग्स अवरक्त में दक्षता बढ़ाती हैं और आर्द्र या संक्षारक प्रक्रिया वातावरण में ऑक्सीकरण का बेहतर प्रतिरोध करती हैं; सुरक्षात्मक ओवरकोट उन उपकरणों के लिए स्थायित्व जोड़ते हैं जिनकी सेवा या सफाई क्षेत्र में की जाएगी। कोटिंग का निर्णय उपकरण के वास्तविक परिनियोजन वातावरण द्वारा संचालित होना चाहिए, न कि केवल इसकी नाममात्र तरंग दैर्ध्य सीमा द्वारा।
• सतह आकृति और तरंगाग्र गुणवत्ता:डायग्नोस्टिक और मेट्रोलॉजी श्रेणी के उपकरणों के लिए, ग्रेटिंग सब्सट्रेट द्वारा उत्पन्न वेवफ्रंट विरूपण डिटेक्टर सरणी में फोकस गुणवत्ता को ख़राब कर सकता है, विशेष रूप से अवतल होलोग्राफिक डिज़ाइन में जहां ग्रेटिंग एक इमेजिंग फ़ंक्शन भी करता है।
• यांत्रिक बढ़ते सहनशीलता:ग्रूव ओरिएंटेशन और फ़्लैटनेस टॉलरेंस को वास्तविक ऑप्टोमैकेनिकल माउंट डिज़ाइन के सापेक्ष निर्दिष्ट किया जाना चाहिए, इसे सामान्य कैटलॉग विनिर्देश के रूप में नहीं माना जाना चाहिए - एक झंझरी जो इसकी प्रकाशित फ़्लैटनेस टॉलरेंस को पूरा करती है, फिर भी संरेखण त्रुटि उत्पन्न कर सकती है यदि माउंटिंग इंटरफ़ेस निर्माता के साथ मूल डिज़ाइन वार्तालाप का हिस्सा नहीं था।

यह वह जगह है जहां एक ऐसे निर्माता के साथ काम करना फायदेमंद होता है जो शुद्ध कैटलॉग बिक्री के बजाय डिजाइन परामर्श प्रदान करता है। JYOPTIX अपनी इंजीनियरिंग टीम को एक घटक विक्रेता के बजाय एक डिजाइन भागीदार के रूप में तैनात करता है, क्योंकि ये सब्सट्रेट और कोटिंग व्यापार {{1}ऑफ़ एप्लिकेशन विशिष्ट हैं; एक बेंचटॉप यूवी के लिए अनुकूलित एक झंझरी - विज़ स्पेक्ट्रोफोटोमीटर और एक इनलाइन सेमीकंडक्टर निरीक्षण सेंसर के लिए अनुकूलित एक झंझरी कागज पर एक नाली घनत्व साझा कर सकती है, जबकि नीचे पूरी तरह से अलग सब्सट्रेट और कोटिंग विनिर्देशों की आवश्यकता होती है।

चरण 4: कैटलॉग पार्ट्स और कस्टम -इंजीनियर्ड ग्रेटिंग्स के बीच निर्णय लें

जब कोई मौजूदा डिज़ाइन पहले से ही ऑप्टिकल लेआउट में फिट बैठता है तो मानक कैटलॉग ग्रेटिंग - सामान्य ग्रूव घनत्व, मानक ब्लेज़ तरंग दैर्ध्य, मानक एपर्चर आकार - सबसे तेज़ और सबसे किफायती पथ हैं। लेकिन उपकरण निर्माताओं को एक विभेदित उत्पाद विकसित करना, या निश्चित आयामों के साथ एक विरासत ऑप्टिकल बेंच में एक झंझरी को फिर से लगाना, अक्सर एक विशिष्ट खांचे घनत्व, ब्लेज़ कोण, एपर्चर आकार, या वक्रता के लिए इंजीनियर की गई झंझरी की आवश्यकता होती है जो शेल्फ से बाहर मौजूद नहीं होती है।

कस्टम ग्रेटिंग विकास के लिए आमतौर पर आपूर्तिकर्ता को यह समझने की आवश्यकता होती है:

आंतरिक अनुसंधान एवं विकास क्षमता वाले निर्माता - JYOPTIX 500 वर्ग मीटर के अनुसंधान एवं विकास आधार का संचालन करते हैं, जो शासित और होलोग्राफिक ग्रेटिंग विकास दोनों का समर्थन करते हैं - आम तौर पर तीसरे पक्ष के फैब से ग्रेटिंग्स को फिर से बेचने वाली व्यापारिक कंपनियों की तुलना में कस्टम विनिर्देशों पर तेजी से पुनरावृत्ति करने के लिए बेहतर स्थिति में होते हैं, क्योंकि डिजाइन में बदलाव को किसी मध्यस्थ के माध्यम से रिले करने की आवश्यकता नहीं होती है।

चरण 5: आपूर्तिकर्ता की जाँच करें, न कि केवल विशेष शीट की

एक झंझरी जो जहाज के दिन अपने प्रकाशित विनिर्देश को पूरा करती है, सोर्सिंग निर्णय का केवल आधा हिस्सा है। कई वर्षों के जीवनचक्र वाले उत्पाद बनाने वाले उपकरण निर्माताओं को भी इसका मूल्यांकन करना चाहिए:

• उत्पादन लॉट में विनिर्माण स्थिरता, क्योंकि बैच दर बैच में छोटे खांचे या कोटिंग भिन्नता भी उपकरण उत्पादन के दौरान अंशांकन बहाव के मुद्दे पैदा कर सकती है
• एकीकरण के दौरान तकनीकी सहायता, विशेष रूप से कस्टम या पहले {{0}लेख भागों के लिए जहां संरेखण और सहनशीलता के मुद्दे सामने आने की अधिक संभावना है
• लक्ष्य उद्योग के साथ ट्रैक रिकॉर्ड, चूंकि उदाहरण के लिए, खगोलीय स्पेक्ट्रोमीटर झंझरी में अनुभवी आपूर्तिकर्ता के पास मजबूत औद्योगिक प्रक्रिया झंझरी में समान गहराई नहीं हो सकती है, और इसके विपरीत
• उद्धरण और तकनीकी प्रश्नों पर प्रतिक्रिया समय, जो इस बात के लिए एक व्यावहारिक प्रॉक्सी है कि उपकरण के उत्पादन में आने और समर्थन अनुरोधों के समय के प्रति संवेदनशील होने के बाद संबंध कैसे कार्य करेगा

JYOPTIX अनुसंधान संस्थानों, विश्लेषणात्मक और लेजर उपकरण ओईएम, औद्योगिक प्रक्रिया नियंत्रण, बायोमेडिकल डायग्नोस्टिक्स, पर्यावरण निगरानी, ​​रक्षा और एयरोस्पेस और खगोलीय वेधशालाओं में ग्राहकों को सेवा प्रदान करता है। एक नए ग्रेटिंग आपूर्तिकर्ता का मूल्यांकन करने वाले उपकरण निर्माताओं के लिए, एक स्पेक शीट को अंतिम रूप देने से पहले तकनीकी परामर्श का अनुरोध करना आम तौर पर एक स्पेक के खिलाफ कोटेशन का अनुरोध करने से अधिक उत्पादक होता है, जिसकी अभी तक किसी ऐसे व्यक्ति द्वारा समीक्षा नहीं की गई है जो आजीविका के लिए ग्रेटिंग बनाता है।

सारांश: एक व्यावहारिक खरीद चेकलिस्ट

ग्रेटिंग आरएफक्यू जारी करने से पहले, उपकरण इंजीनियरिंग टीमों को उत्तर देने में सक्षम होना चाहिए:

इन छह प्रश्नों का शीघ्र उत्तर प्राप्त करना आदर्श रूप से एक वितरक के बजाय ग्रेटिंग निर्माता की इंजीनियरिंग टीम के साथ सीधे परामर्श में प्राप्त करना है - देर से होने वाले री-डिज़ाइन से बचने और यह सुनिश्चित करने का एकमात्र सबसे विश्वसनीय तरीका है कि वॉल्यूम में आने वाली ग्रेटिंग डिज़ाइन को मान्य करने वाले प्रोटोटाइप के समान ही प्रदर्शन करती है।