Les premiers réseaux de
« qualité scientifique »

La qualité des réseaux dépend principalement d'une vis-mère de haute précision qui doit être parfaitement régulière, droite et exempte d'erreurs périodiques. Constatant les limites des réseaux de Rutherfurd – c.-à-d. images parasites de raies dans les spectres attribuables à des erreurs périodiques de la vis-mère du graveur –, William Rogers de l'Université Harvard essaya de mettre au point une vis-mère parfaite (la sienne fut probablement la meilleure fabriquée au cours du XIX^e siècle) pour un nouveau graveur. Cependant, les travaux du physicien Henry Rowland à l'Université Johns Hopkins eurent vite fait de rendre superflus les efforts de Rogers.

Henry Rowland (1848-1901) était un ingénieur, et son confectionneur d'instruments, Theodore Schneider, avait accès à des machines-outils de grande qualité. Rowland reconnut qu'il était peu probable qu'ils construisent l'appareil parfait, mais il fut suffisamment ingénieux pour concevoir un appareil qui surmonta plusieurs lacunes, en réduisant à la fois l'excentricité et les erreurs périodiques de la vis-mère ainsi que la friction et l'usure des pièces mobiles. Les réseaux que Rowland fabriquait à l'aide d'ébauches de qualité supérieure fournies par John Brashear, de Pittsburgh, furent très prisés. Le premier graveur de Rowland pouvait graver sur des surfaces d'environ 15 x 10 centimètres (6 x 4 pouces), jusqu'à 107 500 traits par centimètre (43 000 traits par pouce) et jusqu'à 400 000 (160 000) traits au total. Selon Rowland, la vis-mère était presque parfaite; il était incapable de déceler la moindre erreur au 0,000025 millimètre (1/100 000 de pouce). En 1901, quelque 250 à 300 réseaux avaient été vendus et davantage avaient été donnés. La réalisation la plus importante de Rowland fut de reconnaître, en 1882, que les réseaux concaves amélioreraient de façon spectaculaire l'efficacité.

Henry Rowland (1848-1901) avec son graveur (Gracieuseté de l’Université Johns Hopkins, collections spéciales)

Le dernier graveur de Rowland, qui fut endommagé dans un incendie avant sa mort, fut reconstruit et amélioré par John Anderson vers 1910. Ce dernier commença à fabriquer des réseaux « blazés » qui dirigent la lumière selon un « ordre spectral » particulier en utilisant les côtés inclinés des traits. Le secret consistait à utiliser des diamants aux arêtes incurvées; ces diamants étaient aussi plus durables et plus prévisibles que les diamants aiguisés et pointus employés auparavant. Anderson et le confectionneur d'instruments italien Clement Jacomini construisirent le graveur « A » de l'observatoire du mont Wilson (1912-1915). Un deuxième graveur (« B ») fut construit par Jacomini en 1933, et fut utilisé avec des modifications (notamment un contrôle interférométrique). Dans les années 1940 et 1950, Harold Babcock et son fils Horace fabriquèrent les graveurs les plus sophistiqués; toutefois avec la fermeture du laboratoire du mont Wilson en 1963, les scientifiques durent se tourner vers les fabricants Bausch & Lomb, Fisher Scientific et Diffraction Products Inc. pour se procurer des réseaux spectrométriques. Depuis quelques années, on fabrique à bien meilleur coût des réseaux offrant un rendement supérieur par les techniques d'interférométrie au laser.

Clement Jacomini avec le graveur « A » de l’observatoire du mont Wilson (Observatoire du mont Wilson et observatoire de Las Campanas des Carnegie Institutions de Washington)