Les spectrographes à prismes multiples dispersent beaucoup la lumière étudiée, ce qui permet aux chercheurs de voir plus de détails; malheureusement, les prismes absorbent aussi trop de lumière. Par conséquent, depuis environ 1860, on considère que les réseaux sont plus efficaces pour la recherche scientifique.

Graveur de Lewis M. Rutherfurd, vers 1872

Les travaux de Gustav Kirchoff et de Robert Bunsen ont particulièrement stimulé l'observation des spectres à l'aide d'un spectroscope. En 1859, ils ont défini les trois lois fondamentales de l'émission et de l'absorption des raies spectrales dans les gaz; ces règles devinrent le fondement de l'analyse chimique. Leurs observations ont encouragé Lewis M. Rutherfurd à mettre au point des graveurs pour améliorer les recherches sur les spectres. Ce dernier connut certains succès et, en 1872, ses réseaux comptaient plus de 15 000 traits par centimètre (6 000 traits par pouce). Il donna ses réseaux à des amis ainsi qu'à des scientifiques dont il savait qu'ils en feraient bon usage. Les réseaux de Rutherfurd étaient considérés comme les meilleurs – certainement pour leur prix : ils étaient gratuits ! Par ailleurs, les réseaux de Nobert, qui n'étaient que parfois supérieurs à ceux de Rutherfurd, étaient difficiles à trouver et très chers.

En astronomie, la spectroscopie devint un outil précieux pour comprendre la composition physique des étoiles et leur évolution. On ne peut visiter les étoiles, mais on peut voir beaucoup de détail dans notre propre étoile, le Soleil. Les réseaux ont permis d'observer des milliers de raies d'absorption dans le spectre solaire. À l'exception de l'hydrogène, du carbone, de l'azote et de l'oxygène, les gaz et les conditions de leur apparition constituaient un mystère. Au fil des décennies, les physiciens et les chimistes découvrirent et interprétèrent progressivement les origines des raies spectrales. On continua cependant d'observer des raies mystérieuses, notamment des raies d'émission, dans certaines étoiles, nébuleuses et galaxies. Les mouvements des raies spectrales – appelés « décalages Doppler » – révélèrent la présence d'étoiles en orbite les unes par rapport aux autres et nous permirent de mesurer les propriétés physiques des systèmes stellaires. Grâce à ce type d'analyse spectrale, on a progressivement commencé à enrichir nos connaissances sur l'évolution des étoiles et des corps célestes.