光柵是由一系列等距平行刻線組成的光學元件，它是利用光的衍射和干涉原理進行分光的一種色散元件，被廣泛應用到生化儀器、光譜儀器、分光光度計等相關產品上或相關領域中。
光柵的分類
按照工作表面的形狀，可分為平面光柵和凹面光柵。凹面光柵兼具分光和聚焦功能，需沿著光譜面彎曲的方向拼接多個探測器才能完成全光譜的探測，且會伴隨著較大的像差，造成結果的測量誤差。因此，平面光柵更常用。
按照工作方式不同，可分為透射光柵和反射光柵兩種。其中，透射光柵對光的利用率不高，光能損失較大。
按照制作工藝不同，可分為刻劃光柵和全息光柵。
刻劃光柵利用光柵刻劃機，用鉆石刀頭對材料進行加工，刻線密度調節靈活，但所能達到的刻線密度有限，還可能存在周期性的刻劃失誤，產生鬼線效應，干擾光柵的分光。
全息光柵是利用激光器產生兩束相干光，在涂有光敏材料涂層的基板上產生一系列均勻的干涉條紋，使光敏物質被感光。然后用特種溶劑溶蝕掉被感光部分，即在蝕層上獲得干涉條紋的全息像。離子刻蝕技術還能夠利用離子束轟擊刻槽，加工刻槽的形狀使之成為閃耀光柵，增強衍射效率。
光柵的分(fen)光性能及常(chang)用參數
光柵方程
光束經過準直后成為平行光，以一定的角度照射在光柵上。不同波長的光以不同的角度出射，決定各級主極大位置的方程式稱為光柵方程。基本的光柵方程為：
d(sini ± sinθ)=mλ m=0,±1,±2，...
方程(cheng)表示，根據mλ 值平行光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)束以(yi)入(ru)(ru)射(she)(she)角(jiao) i 斜(xie)入(ru)(ru)射(she)(she)到縫(feng)間(jian)距為d的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)上，將光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)以(yi)離散的(de)(de)(de)角(jiao)度(du)θ偏轉(zhuan)，其中m是(shi)主極(ji)大級(ji)次。入(ru)(ru)射(she)(she)角(jiao)i 和θ 衍射(she)(she)角(jiao)分別是(shi)入(ru)(ru)射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)線(xian)和衍射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)線(xian)與(yu)(yu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)法線(xian)之間(jian)的(de)(de)(de)夾(jia)角(jiao)，在考察與(yu)(yu)入(ru)(ru)射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)同一(yi)側的(de)(de)(de)衍射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜時，上式取(qu)正號；在考察與(yu)(yu)入(ru)(ru)射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)異側的(de)(de)(de)衍射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜時，上式取(qu)負(fu)號。可以(yi)看出，對(dui)于(yu)給定的(de)(de)(de)級(ji)次m，不同波(bo)長的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)將以(yi)不同的(de)(de)(de)角(jiao)度(du)從光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)出射(she)(she)。
透射光柵與(yu)反射光柵衍射原理
色散
光柵的(de)色散(san)(san)用角色散(san)(san)和線(xian)色散(san)(san)表示。相差單位波(bo)長的(de)兩條譜線(xian)通過(guo)光柵分開的(de)角度(du)為角色散(san)(san)：
光柵產品中也用倒(dao)角色散即角色散的(de)倒(dao)數(shu)（單位(wei)nm/mrad）來(lai)表示色散能力。光柵的(de)線(xian)(xian)色散是聚焦物鏡(jing)焦面上相差單位(wei)波(bo)長的(de)兩(liang)條譜線(xian)(xian)分開(kai)的(de)距(ju)離。設物鏡(jing)的(de)焦距(ju)是f，則線(xian)(xian)色散為(wei)：
衍射效率
光柵的(de)衍射(she)效(xiao)(xiao)率通常有(you)兩(liang)種定義，即相對(dui)衍射(she)效(xiao)(xiao)率與絕對(dui)衍射(she)效(xiao)(xiao)率。
相對衍(yan)射(she)(she)(she)(she)(she)效(xiao)(xiao)率(lv)，定義為在給定波(bo)長(chang)和衍(yan)射(she)(she)(she)(she)(she)級次(ci)下，探(tan)測器(qi)接收到的光(guang)(guang)柵(zha)的衍(yan)射(she)(she)(she)(she)(she)光(guang)(guang)通(tong)量(liang)與(yu)一塊同孔徑的標準反(fan)射(she)(she)(she)(she)(she)鏡的反(fan)射(she)(she)(she)(she)(she)光(guang)(guang)通(tong)量(liang)之(zhi)(zhi)比；絕對效(xiao)(xiao)率(lv)，是指給定光(guang)(guang)譜級次(ci)中單色衍(yan)射(she)(she)(she)(she)(she)光(guang)(guang)通(tong)量(liang)與(yu)入射(she)(she)(she)(she)(she)光(guang)(guang)通(tong)量(liang)之(zhi)(zhi)比；光(guang)(guang)柵(zha)衍(yan)射(she)(she)(she)(she)(she)效(xiao)(xiao)率(lv)曲(qu)線指的是光(guang)(guang)柵(zha)衍(yan)射(she)(she)(she)(she)(she)效(xiao)(xiao)率(lv)對波(bo)長(chang)的函(han)數關系(xi)。
典型的光柵衍射(she)效(xiao)率曲線圖(tu)
閃耀角
閃耀(yao)光(guang)柵，是(shi)一種特(te)殊形式(shi)的(de)反射式(shi)或透射式(shi)衍射光(guang)柵，它的(de)刻槽(cao)面與(yu)光(guang)柵面不平(ping)行，兩者之(zhi)間(jian)有一夾角(jiao)γ，稱為閃耀(yao)角(jiao)。
閃耀光柵衍射原理
閃耀波長
閃(shan)(shan)耀(yao)光(guang)(guang)柵能夠在(zai)特(te)定(ding)衍(yan)射級(ji)(ji)次產生(sheng)max光(guang)(guang)柵效率(lv)(lv)，即大部分光(guang)(guang)功率(lv)(lv)將會(hui)在(zai)設計(ji)的衍(yan)射級(ji)(ji)次，通常為1級(ji)(ji)，同(tong)時盡量(liang)減少其它級(ji)(ji)次（尤其是零級(ji)(ji)）的功率(lv)(lv)。由(you)于這種(zhong)設計(ji)特(te)性，閃(shan)(shan)耀(yao)光(guang)(guang)柵會(hui)在(zai)某一(yi)特(te)定(ding)波(bo)長下工作，這種(zhong)波(bo)長也稱為閃(shan)(shan)耀(yao)波(bo)長。
在Littrow結構下(xia)，即入射(she)光垂直(zhi)(zhi)于光柵(zha)刻槽面（光譜儀中稱之為自準直(zhi)(zhi)式入射(she)），入射(she)光的(de)角度i和衍射(she)光的(de)角度θ 相同(tong)，i=θ=γ，這(zhe)時，1級光譜閃(shan)耀的(de)光柵(zha)其閃(shan)耀波長(chang)λB為：λB=2dsinγ。
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