由(you)大(da)量等寬等間距的(de)平行(xing)(xing)狹縫構成(cheng)的(de)光(guang)學器件(jian)稱為光(guang)柵(zha)（grating）。一般常用的(de)光(guang)柵(zha)是在玻(bo)璃片上(shang)刻(ke)出(chu)大(da)量平行(xing)(xing)刻(ke)痕制成(cheng)，刻(ke)痕為不透(tou)光(guang)部分，兩(liang)刻(ke)痕之(zhi)間的(de)光(guang)滑部分可以透(tou)光(guang)，相當于一狹縫。精制的(de)光(guang)柵(zha)，在1cm寬度內(nei)刻(ke)有幾千條(tiao)乃至(zhi)上(shang)萬條(tiao)刻(ke)痕。

這(zhe)種(zhong)利用(yong)透射(she)(she)(she)(she)(she)光(guang)衍(yan)射(she)(she)(she)(she)(she)的光(guang)柵稱(cheng)為(wei)透射(she)(she)(she)(she)(she)光(guang)柵，還有(you)(you)利用(yong)兩刻痕間的反(fan)射(she)(she)(she)(she)(she)光(guang)衍(yan)射(she)(she)(she)(she)(she)的光(guang)柵，如在(zai)鍍有(you)(you)金屬層的表面(mian)上刻出許多平行刻痕，兩刻痕間的光(guang)滑金屬面(mian)可以反(fan)射(she)(she)(she)(she)(she)光(guang)，這(zhe)種(zhong)光(guang)柵稱(cheng)為(wei)反(fan)射(she)(she)(she)(she)(she)光(guang)柵。

下面我們來一起看一下關于光(guang)柵(zha)的應用原(yuan)理(li)：

折射原理

利用(yong)(yong)光(guang)(guang)柵(zha)(zha)視覺(jue)軟體把(ba)不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)圖(tu)(tu)案轉化(hua)成光(guang)(guang)柵(zha)(zha)線數(shu)，利用(yong)(yong)光(guang)(guang)柵(zha)(zha)折(zhe)射(she)的(de)(de)原理，在(zai)不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)角度呈現出(chu)不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)圖(tu)(tu)案，不(bu)(bu)同(tong)(tong)規格的(de)(de)光(guang)(guang)柵(zha)(zha)會有(you)不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)折(zhe)射(she)效果(guo)與折(zhe)射(she)角度，觀(guan)賞距離也會有(you)所(suo)不(bu)(bu)同(tong)(tong)，所(suo)以在(zai)設(she)(she)計光(guang)(guang)柵(zha)(zha)效果(guo)圖(tu)(tu)檔(dang)的(de)(de)時(shi)候，必(bi)須先了(le)解(jie)光(guang)(guang)柵(zha)(zha)才能設(she)(she)計出(chu)符合光(guang)(guang)柵(zha)(zha)特性的(de)(de)設(she)(she)計圖(tu)(tu)。

視覺效果

光(guang)柵(zha)(zha)效(xiao)果(guo)可以(yi)分為(wei)以(yi)下幾種：立體(ti)[3D]、兩變(bian)(bian)[Flip]、變(bian)(bian)大變(bian)(bian)小[Zoom]、爆炸[Explosion]、連(lian)續(xu)動作[Animation]、扭轉(zhuan)[Twist]等，其(qi)實可以(yi)更簡(jian)化分類為(wei)：立體(ti)[3D]、變(bian)(bian)圖[Flip]，在變(bian)(bian)圖中(zhong)就涵(han)蓋所(suo)有變(bian)(bian)化的(de)(de)(de)效(xiao)果(guo)，這(zhe)些效(xiao)果(guo)可以(yi)透過許多市(shi)面(mian)上的(de)(de)(de)動畫軟(ruan)體(ti)、繪圖軟(ruan)體(ti)、網(wang)頁多媒體(ti)軟(ruan)體(ti)，產(chan)生所(suo)需要的(de)(de)(de)分解圖檔，經由光(guang)柵(zha)(zha)視(shi)覺(jue)軟(ruan)體(ti)將分解圖合成為(wei)光(guang)柵(zha)(zha)線數即可將平面(mian)的(de)(de)(de)效(xiao)果(guo)做成立體(ti)[3D]、變(bian)(bian)圖[Flip]的(de)(de)(de)特殊效(xiao)果(guo)。

光柵原理

光(guang)柵(zha)(zha)也稱衍射光(guang)柵(zha)(zha)。是(shi)利用多縫(feng)衍射原理(li)使光(guang)發生色(se)散（分解(jie)為光(guang)譜）的(de)(de)光(guang)學元(yuan)件。它是(shi)一塊(kuai)刻(ke)有大量(liang)平行(xing)等寬、等距狹縫(feng)（刻(ke)線）的(de)(de)平面玻(bo)璃或金屬片。光(guang)柵(zha)(zha)的(de)(de)狹縫(feng)數(shu)量(liang)很大，一般每(mei)毫米(mi)幾十至(zhi)幾千條。單(dan)色(se)平行(xing)光(guang)通過光(guang)柵(zha)(zha)每(mei)個(ge)縫(feng)的(de)(de)衍射和各縫(feng)間的(de)(de)干涉(she)，形成暗條紋(wen)很寬、明條紋(wen)很細的(de)(de)圖樣(yang)，這(zhe)些銳細而明亮的(de)(de)條紋(wen)稱作譜線。譜線的(de)(de)位(wei)置(zhi)(zhi)隨波長(chang)而異，當復(fu)色(se)光(guang)通過光(guang)柵(zha)(zha)后，不同(tong)波長(chang)的(de)(de)譜線在(zai)(zai)不同(tong)的(de)(de)位(wei)置(zhi)(zhi)出現而形成光(guang)譜。光(guang)通過光(guang)柵(zha)(zha)形成光(guang)譜是(shi)單(dan)縫(feng)衍射和多縫(feng)干涉(she)的(de)(de)共同(tong)結果。衍射光(guang)柵(zha)(zha)在(zai)(zai)屏幕(mu)上產生的(de)(de)光(guang)譜線的(de)(de)位(wei)置(zhi)(zhi)，可(ke)用式

表示(shi)。式中(zhong)a代表狹(xia)縫(feng)寬(kuan)度，b代表狹(xia)縫(feng)間(jian)距，φ為(wei)(wei)(wei)(wei)衍(yan)射(she)(she)(she)角(jiao)，θ為(wei)(wei)(wei)(wei)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)入射(she)(she)(she)方向與光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)平(ping)面(mian)法線之間(jian)的(de)夾角(jiao)，k為(wei)(wei)(wei)(wei)明條紋(wen)(wen)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜級數(shu)(shu)(shu)(shu)(k=0，±1，±2……)，λ為(wei)(wei)(wei)(wei)波(bo)長，a+b稱作光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)常(chang)數(shu)(shu)(shu)(shu)。用此(ci)式可以計(ji)算光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)波(bo)波(bo)長。光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)產生的(de)條紋(wen)(wen)的(de)特點(dian)是：明條紋(wen)(wen)很(hen)亮(liang)很(hen)窄，相(xiang)鄰明紋(wen)(wen)間(jian)的(de)暗(an)區(qu)很(hen)寬(kuan)，衍(yan)射(she)(she)(she)圖樣十分清晰。因而利用光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)衍(yan)射(she)(she)(she)可以準確(que)地(di)測定波(bo)長。衍(yan)射(she)(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)的(de)分辨本領(ling)R=l/Dl=kN。其(qi)(qi)中(zhong)N為(wei)(wei)(wei)(wei)狹(xia)縫(feng)數(shu)(shu)(shu)(shu)，狹(xia)縫(feng)數(shu)(shu)(shu)(shu)越(yue)多明條紋(wen)(wen)越(yue)亮(liang)、越(yue)細(xi)，光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)分辨本領(ling)就(jiu)越(yue)高。增大縫(feng)數(shu)(shu)(shu)(shu)N提高分辨本領(ling)是光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)技(ji)術(shu)中(zhong)的(de)重要課(ke)題。早(zao)的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)是1821年由德(de)國科學家J.夫瑯和費用細(xi)金屬絲密排地(di)繞(rao)在(zai)兩平(ping)行細(xi)螺(luo)絲上制成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)。因形(xing)如柵(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)欄，故(gu)名(ming)為(wei)(wei)(wei)(wei)“光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)”。現代光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)是用精密的(de)刻劃機(ji)在(zai)玻璃或金屬片(pian)上刻劃而成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)。光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)是光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)攝譜儀的(de)核心組成(cheng)(cheng)(cheng)部分，其(qi)(qi)種類很(hen)多。按所(suo)用光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)是透射(she)(she)(she)還是反(fan)射(she)(she)(she)分為(wei)(wei)(wei)(wei)透射(she)(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)、反(fan)射(she)(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)。反(fan)射(she)(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)使用較為(wei)(wei)(wei)(wei)廣(guang)泛(fan)；按其(qi)(qi)形(xing)狀(zhuang)又分為(wei)(wei)(wei)(wei)平(ping)面(mian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)和凹面(mian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)。此(ci)外還有全息光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)、正交(jiao)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)、相(xiang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)、閃耀(yao)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)、階梯光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)(zha)等(deng)。

分光原理