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(guang)柵的分光(guang)性能及常用參數(shu)

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(fang)程(cheng)表示(shi)，根(gen)據mλ 值平行光(guang)(guang)束(shu)以入(ru)射(she)(she)(she)角(jiao) i 斜入(ru)射(she)(she)(she)到縫(feng)間距為d的(de)(de)光(guang)(guang)柵(zha)上，將光(guang)(guang)以離散的(de)(de)角(jiao)度θ偏轉，其中m是主極大級次。入(ru)射(she)(she)(she)角(jiao)i 和θ 衍(yan)射(she)(she)(she)角(jiao)分別是入(ru)射(she)(she)(she)光(guang)(guang)線和衍(yan)射(she)(she)(she)光(guang)(guang)線與光(guang)(guang)柵(zha)法(fa)線之間的(de)(de)夾角(jiao)，在(zai)(zai)考察與入(ru)射(she)(she)(she)光(guang)(guang)同一側的(de)(de)衍(yan)射(she)(she)(she)光(guang)(guang)譜(pu)時(shi)，上式取正號；在(zai)(zai)考察與入(ru)射(she)(she)(she)光(guang)(guang)異(yi)側的(de)(de)衍(yan)射(she)(she)(she)光(guang)(guang)譜(pu)時(shi)，上式取負號。可以看出，對(dui)于(yu)給定的(de)(de)級次m，不同波長的(de)(de)光(guang)(guang)將以不同的(de)(de)角(jiao)度從(cong)光(guang)(guang)柵(zha)出射(she)(she)(she)。

 透射光柵(zha)與(yu)反射光柵(zha)衍射原(yuan)理

色散

光柵的色(se)(se)散(san)用角色(se)(se)散(san)和線色(se)(se)散(san)表(biao)示。相(xiang)差單(dan)位波長的兩(liang)條譜線通過光柵分開的角度為角色(se)(se)散(san)：

光(guang)柵(zha)產(chan)品(pin)中也用倒角色(se)散(san)(san)即(ji)角色(se)散(san)(san)的(de)倒數(shu)（單位(wei)nm/mrad）來表示色(se)散(san)(san)能力。光(guang)柵(zha)的(de)線色(se)散(san)(san)是聚焦物(wu)鏡焦面上相(xiang)差單位(wei)波(bo)長的(de)兩(liang)條譜線分開的(de)距(ju)離。設物(wu)鏡的(de)焦距(ju)是f，則線色(se)散(san)(san)為：

衍射效率

光柵(zha)的衍射效率(lv)通常(chang)有(you)兩種定義，即相對衍射效率(lv)與絕對衍射效率(lv)。

相對(dui)衍(yan)(yan)(yan)射效率(lv)，定義為在給定波長(chang)和衍(yan)(yan)(yan)射級(ji)次下(xia)，探測器接(jie)收到的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)柵的(de)(de)(de)衍(yan)(yan)(yan)射光(guang)(guang)(guang)通(tong)量(liang)(liang)(liang)與一塊同孔(kong)徑(jing)的(de)(de)(de)標準反射鏡的(de)(de)(de)反射光(guang)(guang)(guang)通(tong)量(liang)(liang)(liang)之比；絕對(dui)效率(lv)，是(shi)指(zhi)給定光(guang)(guang)(guang)譜級(ji)次中單(dan)色衍(yan)(yan)(yan)射光(guang)(guang)(guang)通(tong)量(liang)(liang)(liang)與入射光(guang)(guang)(guang)通(tong)量(liang)(liang)(liang)之比；光(guang)(guang)(guang)柵衍(yan)(yan)(yan)射效率(lv)曲線(xian)指(zhi)的(de)(de)(de)是(shi)光(guang)(guang)(guang)柵衍(yan)(yan)(yan)射效率(lv)對(dui)波長(chang)的(de)(de)(de)函(han)數關系。

典型(xing)的(de)光柵(zha)衍(yan)射(she)效率曲線圖

閃耀角

閃耀(yao)(yao)光(guang)柵(zha)，是一(yi)種(zhong)特殊(shu)形式(shi)的反射(she)式(shi)或(huo)透射(she)式(shi)衍射(she)光(guang)柵(zha)，它的刻(ke)槽面與(yu)光(guang)柵(zha)面不平行，兩者之間有(you)一(yi)夾角γ，稱為閃耀(yao)(yao)角。

閃耀光柵衍射原理

閃耀波長

閃(shan)耀光(guang)(guang)(guang)柵能(neng)夠(gou)在特(te)定衍射級(ji)次產生max光(guang)(guang)(guang)柵效率，即大部分光(guang)(guang)(guang)功(gong)率將(jiang)會(hui)在設(she)計的(de)衍射級(ji)次，通常為1級(ji)，同時盡量減(jian)少其它級(ji)次（尤其是零級(ji)）的(de)功(gong)率。由(you)于這(zhe)種(zhong)設(she)計特(te)性，閃(shan)耀光(guang)(guang)(guang)柵會(hui)在某一特(te)定波長下工(gong)作，這(zhe)種(zhong)波長也稱為閃(shan)耀波長。

在Littrow結構下，即入射(she)(she)(she)光垂直于光柵刻槽面（光譜(pu)儀中稱之為自準(zhun)直式(shi)入射(she)(she)(she)），入射(she)(she)(she)光的角度i和衍射(she)(she)(she)光的角度θ 相同，i=θ=γ，這(zhe)時，1級光譜(pu)閃耀的光柵其閃耀波(bo)長λB為：λB=2dsinγ。

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