ГОСТ Р 59738-2021. Национальный стандарт Российской Федерации. Оптика и фотоника. Решетки дифракционные. Типы, основные размеры и параметры
Актуально на 02.11.2026.
Как цитировать: "ГОСТ Р 59738-2021. Национальный стандарт Российской Федерации. Оптика и фотоника. Решетки дифракционные. Типы, основные размеры и параметры". ГОСТ Р 59738-2021. https://bukva.ai/docs/standart-gost-r-59738-2021
(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 12.10.2021 № 1117-ст)
Примечание
Документ введен в действие с 01.03.2022.
Утвержден и введен в действие
Приказом Федерального
агентства по техническому
регулированию и метрологии
от 12 октября 2021 г. № 1117-ст
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ТИПЫ, ОСНОВНЫЕ РАЗМЕРЫ И ПАРАМЕТРЫ
Optics and photonics. Diffraction gratings.
Types, main dimensions and parameters
1 марта 2022 года
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Научно-исследовательский институт физической оптики, оптики лазеров и информационных оптических систем Всероссийского научного центра „Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова“ (ФГУП „НИИФООЛИОС ВНЦ „ГОИ им. С.И. Вавилова“) и Акционерным обществом „Научно-производственное объединение „Государственный институт прикладной оптики“ (АО „НПО ГИПО“)»
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 296 «Оптика и фотоника»
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 12 октября 2021 г. № 1117-ст
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на дифракционные решетки (далее — решетки), применяемые в спектральных приборах для рентгеновской, вакуумной ультрафиолетовой, ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областей спектра, для селекции и вывода излучения в лазерах, для измерения линейных перемещений по методу муаровых полос, для поляризации инфракрасного излучения.
Настоящий стандарт распространяется на дифракционные решетки, изготавливаемые на делительных машинах путем формования штрихов алмазным резцом в металлических слоях, нанесенных на стеклянные и металлические подложки, в подложках из металлических сплавов, стекла и кристаллов, а также путем копирования с применением полимерных материалов.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 2786 Стекла пробные для проверки радиусов и формы сферических оптических поверхностей. Технические условия
ГОСТ 3514 Стекло оптическое бесцветное. Технические условия
ГОСТ 4784 Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые. Марки
ГОСТ 10354 Пленка полиэтиленовая. Технические условия
ГОСТ 10667 Стекло органическое листовое. Технические условия
ГОСТ 10994 Сплавы прецизионные. Марки
ГОСТ 15130 Стекло кварцевое оптическое. Общие технические условия
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 постоянная решетки d: Расстояние между соответственными элементами профиля штрихов.
3.2 угол «блеска»: Угол, образованный нормалью к поверхности решетки и направлением максимума концентрации света при автоколлимационной установке решетки, при значениях постоянной решетки, в три и более раз превышающих рабочую длину волны.
Примечание - Угол «блеска» численно равен углу, образованному рабочей плоскостью штриха и поверхностью решетки.
3.3 цена полосы комплекта измерительных решеток \epsilon : Расстояние, на которое перемещают решетку-индекс, относительно решетки-шкалы в направлении, перпендикулярном к штрихам, в их плоскости так, чтобы интерференционная картина сместилась на одну полосу.
4 Классификация
В зависимости от назначения и формы поверхности дифракционные решетки подразделяются:
- на плоские отражательные;
- вогнутые отражательные;
- эшелетты;
- плоские прозрачные;
- для лазеров;
- поляризаторы;
- измерительные.
5 Основные размеры и параметры
5.1 Формы и размеры дифракционных решеток
5.1.1 Формы решеток приведены на рисунке 1.
k — ширина заштрихованной поверхности; l — длина штриха;
f — размер фасок; A — габаритная ширина решетки;
B — габаритная длина решетки; C — габаритная толщина решетки
Рисунок 1 — Формы и размеры дифракционных решеток
5.1.2 Размеры фасок должны быть установлены в нормативном или техническом документе на решетку конкретного типа с учетом [1].
5.1.3 Решетки размером 170 x 170 x 25 мм должны иметь фаски размером 20 мм.
5.1.4 Предельные отклонения размеров A, B, C от номинальных значений приведены в таблице 1.
| Размеры A, B, C, мм | Предельные отклонения, мм |
|---|---|
| До 30 | -0,3 |
| От 30 до 80 | -0,4 |
| От 80 до 180 | -0,5 |
| От 180 до 260 | -0,6 |
| От 260 до 320 | -0,7 |
5.1.5 Отклонение размеров заштрихованной поверхности от номинальных значений в меньшую сторону не должно превышать 2 мм.
5.1.6 Отклонение радиусов кривизны вогнутых решеток от номинальных значений должно соответствовать второму классу точности по ГОСТ 2786.
5.2 Плоские и вогнутые отражательные решетки
5.2.1 Плоские и вогнутые отражательные решетки применяют в спектральных приборах для рентгеновской, вакуумной ультрафиолетовой, ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областей спектра. Плоские и вогнутые отражательные решетки должны быть изготовлены на слоях металла, нанесенного испарением в вакууме на подложку из стекла марки ЛК7 по ГОСТ 3514, или кварцевого стекла марки КВ по ГОСТ 15130, непосредственно на подложках из стекла марки Ф1 по ГОСТ 3514 или путем копирования на подложках из стекла марки ЛК7.
5.2.2 Основные размеры и параметры плоских и вогнутых отражательных решеток должны соответствовать размерам и параметрам, указанным в таблицах 2 - 4.
| Размер заштрихованной поверхности, мм | Размер решетки, мм (A x B x C) | Количество штрихов на 1 мм |
| 20 x 20 | 20 x 20 x 10 <1> | 300; 600; 1200; 1800 |
| 30 x 30 | 30 x 30 x 10 <1> 40 x 40 x 10 | 300; 600; 1200; 1800 |
| 40 x 40 | 40 x 40 x 10 <1> | 300; 600; 1200; 1800 |
| 40 x 30 | 50 x 50 x 10 | 50; 75; 100; 200; 300; 600; 1200; 1800; 2400 |
| 50 x 40 | \text{Ø}70 \times 10 60 x 50 x 10 | 50; 75; 100; 200; 300; 600; 1200; 1800; 2400 |
| 60 x 50 | \text{Ø}90 \times 15 70 x 70 x 10 <2> | 50; 75; 100; 200; 300; 600; 1200; 1800; 2400 |
| 75 x 75 | 95 x 95 x 15 | 300; 600; 1200; 1800 |
| 80 x 70 | \text{Ø}120 \times 15 90 x 90 x 15 | 50; 75; 100; 200; 300; 600; 1200; 1800; 2400 |
| 100 x 45 | 120 x 60 x 15 | 300; 600; 1200; 1800 |
| 100 x 90 | \text{Ø}150 \times 20 120 x 120 x 15 <2> | 50; 75; 100; 200; 300; 600; 1200; 1800; 2400 |
| 120 x 60 | 150 x 75 x 20 | 50; 75; 100; 200; 300; 600; 1200; 1800; 2400 |
| 130 x 120 | 150 x 150 x 20 <2> | 50; 75; 100; 200; 300; 600; 1200; 1800; 2400 |
| 150 x 100 | 170 x 120 x 25 | 37,5; 50; 75; 300; 600 |
| 150 x 140 | 170 x 170 x 25 <2> | 50; 75; 100; 200; 300; 600; 1200 |
| 200 x 120 | 220 x 150 x 35 | 37,5; 50; 75; 300; 600 |
| 200 x 180 | 220 x 220 x 35 <2> | 50; 75; 100; 200; 300; 600; 1200 |
| 250 x 200 | 270 x 220 x 40 <2> | 37,5; 50; 75; 100; 200; 300; 600 |
| 300 x 200 | 320 x 220 x 40 <2> | 37,5; 50; 75; 100; 200; 300; 600 |
| <1> Получают путем разрезания на части решеток большего размера. Отклонение размеров разрезанных решеток от номинальных значений не нормируется. <2> Допускается увеличить размер C на 5 мм. | ||
| Размер заштрихованной поверхности, мм | Размер решетки, мм (A x B x C) | Количество штрихов на 1 мм | Сферические решетки | Тороидальные решетки | |
| радиус кривизны | меридиональный радиус, мм | сагиттальный радиус, мм | |||
| 18 x 30 <1> | 20 x 40 x 10 | 300; 600; 1200 | 500; 1000 | - | - |
| 28 x 30 <1> | 30 x 40 x 10 | 300; 600; 1200 | 1000; 1995 | - | - |
| 40 x 30 | \text{Ø}70 \times 10 | 300; 600; 1200; 1800; 2400 | 250 | - | - |
| 50 x 40 | \text{Ø}70 \times 10 | 300; 600; 1200; 1800; 2400 | 500 | - | - |
| 50 x 40 <1> | \text{Ø}70 \times 10 | 300; 600; 1200 | 500 | - | - |
| 50 x 40 | 60 x 50 x 10 | 300; 600; 1200; 1800; 2400 | - | 500 | 318,4 325,8 333,4 404,6 |
| 60 x 50 | 70 x 60 x 15 | 300; 600; 1200; 1800; 2400 | - | 1000 | 661,4 668,3 |
| 60 x 50 40 x 30 <1> | \text{Ø}90 \times 15 | 300; 600; 1200; 1800; 2400 | 1000 | - | - |
| 60 x 50 <1> | \text{Ø}90 \times 15 | 300; 600; 1200 | 1000 | - | - |
| 60 x 60 70 x 50 <2> | \text{Ø}150 \times 20 | 300; 600; 1200; 1800; 2400 | 1995 | - | - |
| 100 x 60 | \text{Ø}150 \times 20 | 300; 600; 1200; 1800; 2400 | 2992 | - | - |
| <1> Нарезают непосредственно на подложках из стекла марки Ф1 по ГОСТ 3514. <2> Форма решетки круглая с тремя срезанными сегментами, \text{Ø}\epsilon равен 80 и 111 мм соответственно. Используют только в серийных приборах. | |||||
| Наименование параметров <1> | Группа А | Группа Б | Эшелетты |
| Рабочие порядки спектра при количестве штрихов на 1 мм | |||
| 2400,0 | - | 1 | - |
| 1800,0 | - | 1 | - |
| 1200,0 | 1 | 1; 2 | - |
| 900,0 | 1; 2 | 1; 2 | - |
| 600,0 | 1; 2 | от 1 до 6 | - |
| 300,0 | 1; 2 | от 1 до 12 | - |
| 200,0 | 1; 2 | от 1 до 18 | - |
| 100,0 | 1; 2 | от 1 до 36 | 1; 2 |
| 75,0 | 1; 2 | от 1 до 50 | 1; 2 |
| 50,0 | 1; 2 | от 1 до 75 | 1; 2 |
| 37,5 | - | от 1 до 100 | - |
| 24,0 | - | - | 1; 2 |
| 12,0 | - | - | 1; 2 |
| 6,0 | - | - | 1; 2 |
| 4,0 | - | - | 1; 2 |
| 2,0 | - | - | 1; 2 |
| Разрешающая способность по отношению к теоретическому значению, не менее | 0,9 | 0,8 | 0,9 |
| Качество спектральных линий | Спектральные линии резкие, симметричные. Вблизи линии в пределах 3 — 4 нормальных щелей могут наблюдаться слабые спутники и фон | Спектральные линии резкие, симметричные, без заметных дефектов | |
| Коэффициент отражения <2> в максимуме концентрации для области спектра более 200 нм: | |||
| - в I порядке, %, не менее | 70 | 50 | 50 <3> |
| - во II порядке, %, не менее | 60 | 50 | 50 |
| - в III и более высоких порядках, %, не менее | - | 40 | - |
| для области спектра короче 200 нм: | |||
| - в I порядке, %, не менее | 50 | 40 | - |
| Угол «блеска» <4> | от 1 до 70° | от 5 до 50° | |
| Отклонение длины волны с максимальным коэффициентом отражения или угла «блеска» от номинального значения: | |||
| - для области спектра короче 150 нм, %, не более | +/- 20 | - | - |
| - для области спектра более 150 нм, %, не более | +/- 8, но не более +/- 2° | - | - |
| Относительная интенсивность «духов» Роуланда: | |||
| - в I — II порядках, %, не более | 0,1 | - | - |
| - в III и более высоких порядках, %, не более | 0,2 | - | - |
| Относительная интенсивность «духов» Лаймана, %, не более | 0,01 | - | - |
| <1> Все параметры относятся к рабочим порядкам спектра. <2> Коэффициент отражения определен по отношению к зеркалу, на котором изготовлена решетка, для неполяризованного излучения в области длин волн, не превышающих отношения постоянной решетки к номеру рабочего порядка спектра. <3> Гарантировано технологией изготовления. <4> Угол «блеска» решеток, изготовленных на стекле марки Ф1 по ГОСТ 3514, должен иметь значение в пределах от 1 до 5°. | |||
5.3 Эшелетты
5.3.1 Эшелетты применяют в спектральных приборах для инфракрасной области спектра. Эшелетты должны быть изготовлены на металлических подложках из алюминиевого сплава марки АМЦ по ГОСТ 4784 или путем копирования на подложках из стекла марки ЛК7 по ГОСТ 3514.
5.3.2 Основные параметры и размеры эшелеттов должны соответствовать параметрам и размерам, указанным в таблице 4 и 5.
5.4 Плоские прозрачные решетки
5.4.1 Плоские прозрачные решетки подразделяют на амплитудные, у которых штрихи должны иметь прозрачные и непрозрачные (из слоя алюминия) участки, и фазовые, которые должны являться прозрачными копиями плоских отражательных решеток.
5.4.2 Плоские прозрачные решетки должны быть изготовлены на подложках из стекла марки К8 по ГОСТ 3514.
5.4.3 Амплитудные решетки должны иметь число штрихов на 1 мм от 0,5 до 1200.
5.4.4 Фазовые решетки должны иметь число штрихов на 1 мм — 50, 100, 150, 200, 300 и 600 и обеспечивать в первом порядке в видимой и инфракрасной областях спектра качество спектральных линий, а также интенсивность «духов» Роуланда и Лаймана, указанных в таблице 3 для отражательных решеток группы А. Угол «блеска» должен иметь значение в пределах от 1° до 35°.
5.5 Решетки для лазеров
5.5.1 Решетки для лазеров применяют в лазерах для селекции и вывода излучения.
5.5.2 Основные размеры и параметры, за исключением коэффициента отражения, решеток для лазеров для ультрафиолетовой, видимой и ближней инфракрасной областей спектра должны соответствовать указанным в таблицах 2 и 4 для отражательных решеток группы А.
5.5.3 Основные размеры и параметры, за исключением коэффициента отражения, решеток для лазеров для инфракрасной области спектра должны соответствовать параметрам и размерам, указанным в таблицах 4 и 6 для эшелеттов.
| Материал подложки | Размер заштрихованной поверхности, мм | Размер решетки, мм (A x B x C) | Количество штрихов на 1 мм |
| Алюминиевый сплав АМЦ <1> (ГОСТ 4784) | 40 x 40 | 40 x 40 x 10 | 75; 100 |
| 50 x 50 | 70 x 70 x 10 | 75; 100 | |
| 70 x 70 | 90 x 90 x 15 | 75; 100 | |
| Сплав 32НКД (суперинвар), покрытый слоем золота (ГОСТ 10994) | 25 x 25 | \text{Ø}40 \times 10 | 100; 150 |
| <1> Допускается использование подложек из стекла марки К8 по ГОСТ 3514. | |||
5.5.4 Коэффициент отражения в максимуме концентрации для поляризованного излучения, определенный по отношению к зеркалу, на котором изготовлена решетка, должен иметь значение не менее 80%.
5.5.5 Параметры, указанные в 5.5.2 - 5.5.4, должны обеспечиваться в первом порядке спектра в области длин волн 2/3d \leq \lambda<2d .
5.6 Решетки-поляризаторы
5.6.1 Решетки-поляризаторы предназначены для поляризации проходящего инфракрасного излучения. Решетки-поляризаторы должны быть изготовлены на подложках, прозрачных в инфракрасной области спектра, путем формирования штрихов треугольного профиля с последующим нанесением на одну из граней штриха металлического покрытия. На твердых подложках штрихи должны формоваться алмазным инструментом на делительных машинах, а на пленках — копированием с решеток, изготовленных на металлических слоях.
5.6.2 Параметры решеток-поляризаторов должны соответствовать параметрам, указанным в таблице 7.
5.6.3 В рабочей области длин волн, указанной в таблице 7, поляризаторы на подложках из бескислородного стекла марки ИКС25 должны иметь коэффициент пропускания для неполяризованного излучения не менее 25%, а поляризаторы всех остальных типов — не менее 30% при степени поляризации не менее 95% и размере решетки-поляризатора не более 45 x 45 мм2.
5.6.4 На оправе решеток-поляризаторов должно быть обозначено направление электрического вектора в проходящем излучении.
5.7 Измерительные решетки
5.7.1 Измерительные решетки применяют для измерения линейных перемещений по методу интерференционных муаровых полос. Измерительные решетки используют в комплектах, состоящих из двух прозрачных, а также из прозрачной и отражательной решеток, одна из которых является индексом, а другая — шкалой. Измерительные решетки должны быть изготовлены на металлических слоях, нанесенных на подложки из стекла марки К8 по ГОСТ 3514 или путем копирования на подложках из стекла той же марки.
5.7.2 Основные размеры прозрачных и отражательных решеток-шкал, а также прозрачных решеток-индексов должны соответствовать размерам, приведенным в таблице 8.
| Тип решетки | Размер заштрихованной поверхности, мм | Форма и размер решетки, мм (A x B x C) |
| Решетка-индекс | 35 x 35 | 40 x 40 x 5 <1> |
| Ø20 | \text{Ø}22 \times 5,5 <2> | |
| Решетка-шкала <3> | 23 x 13 | 25 x 15 x 1,3 |
| 35 x 35 | 40 x 40 x 5 | |
| 100 x 35 | 110 x 40 x 10 | |
| 150 x 35 | 160 x 40 x 10 | |
| 200 x 35 | 210 x 40 x 15 | |
| 250 x 35 | 260 x 40 x 15 | |
| 300 x 35 | 310 x 40 x 15 | |
| <1> При работе в комплекте с отражательной решеткой, решетка должна иметь клиновидность по размеру C с углом при вершине 1°, ребро клина должно быть расположено перпендикулярно к штрихам. <2> Фокусное расстояние решетки ~ 50 мм. <3> Получают путем разрезания на части решеток большего размера. Отклонение размеров от номинальных значений не нормируется. | ||
5.7.3 Основные параметры комплектов измерительных решеток должны соответствовать параметрам, указанным в таблице 9, и обеспечиваться в нулевом и первом результирующих порядках.
5.7.4 Допускается отклонение цены полосы \epsilon от номинального значения только в меньшую сторону на значение, не превышающее 2,10^{- 4}\epsilon .
5.7.5 Глубина модуляции фотоэлектрического сигнала интерференционными муаровыми полосами без применения светофильтров с лампой накаливания (в качестве источника) должна составлять не менее 50%, а ее изменение по ширине решетки-шкалы должно быть не более +/- 10%.
5.7.6 Решетки-индексы для системы с реверсивным счетом полос при цене полосы комплекта не менее 2 мкм состоят из двух или четырех частей, обеспечивающих сдвиг полос по фазе на 90° на их границе. Разность фаз фотоэлектрических сигналов от этих участков должна отличаться от расчетной не более чем на 40%.
5.7.7 Накопленная ошибка деления решетки шкалы, рассчитанная по усредненной постоянной, не должна превышать 0,3 мкм на любом ее участке.
5.8 Другие типы решеток
В технически обоснованных случаях допускается изготовление решеток, формами, размерами, материалами подложки и параметрами, отличающимися от указанных в 5.1 - 5.7.
БИБЛИОГРАФИЯ
| УДК 001.4.535:006.354 | ОКС 37.020 |
| Ключевые слова: оптика и фотоника, решетки дифракционные, типы, основные размеры и параметры | |