光柵的分類

按照工作表面(mian)的(de)形狀，可分(fen)為平面(mian)光(guang)(guang)柵(zha)和凹面(mian)光(guang)(guang)柵(zha)。凹面(mian)光(guang)(guang)柵(zha)兼(jian)具分(fen)光(guang)(guang)和聚焦功能(neng)，需沿(yan)著光(guang)(guang)譜面(mian)彎曲的(de)方向拼接多個探測(ce)器才能(neng)完成全(quan)光(guang)(guang)譜的(de)探測(ce)，且會伴隨著較大(da)的(de)像差(cha)，造成結果的(de)測(ce)量誤差(cha)。因此，平面(mian)光(guang)(guang)柵(zha)更常用。

按照工作方式(shi)不同，可分為透射(she)(she)光柵(zha)和反射(she)(she)光柵(zha)兩種。其中，透射(she)(she)光柵(zha)對(dui)光的利用率不高，光能損失較大(da)。

按照制(zhi)作工藝不(bu)同，可(ke)分為刻劃光柵和全(quan)息光柵。

刻(ke)(ke)劃光(guang)柵(zha)利用(yong)光(guang)柵(zha)刻(ke)(ke)劃機，用(yong)鉆石刀頭(tou)對材料進(jin)行(xing)加(jia)工(gong)，刻(ke)(ke)線(xian)密度調節靈活，但所能(neng)達到的刻(ke)(ke)線(xian)密度有(you)限，還可能(neng)存在周期性的刻(ke)(ke)劃失誤，產生鬼線(xian)效應(ying)，干(gan)擾光(guang)柵(zha)的分光(guang)。

全(quan)息(xi)光(guang)(guang)(guang)(guang)柵是利用激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)器產生兩束相(xiang)干(gan)光(guang)(guang)(guang)(guang)，在涂(tu)有光(guang)(guang)(guang)(guang)敏(min)材(cai)料(liao)涂(tu)層的基板(ban)上(shang)(shang)產生一(yi)系列均勻的干(gan)涉(she)條紋，使光(guang)(guang)(guang)(guang)敏(min)物(wu)質(zhi)被感光(guang)(guang)(guang)(guang)。然后用特種(zhong)溶劑溶蝕(shi)掉被感光(guang)(guang)(guang)(guang)部分(fen)，即在蝕(shi)層上(shang)(shang)獲得干(gan)涉(she)條紋的全(quan)息(xi)像。離子(zi)刻蝕(shi)技(ji)術(shu)還能夠利用離子(zi)束轟擊刻槽，加工(gong)刻槽的形狀使之成(cheng)為(wei)閃耀光(guang)(guang)(guang)(guang)柵，增強衍射(she)效率。

光(guang)柵的分光(guang)性能及(ji)常用參數

光柵方程

光(guang)(guang)束經過準直后(hou)成(cheng)為(wei)平行光(guang)(guang)，以一定(ding)的(de)角(jiao)度(du)照射在光(guang)(guang)柵上。不同波(bo)長的(de)光(guang)(guang)以不同的(de)角(jiao)度(du)出(chu)射，決(jue)定(ding)各級(ji)主極(ji)位置的(de)方(fang)程式(shi)稱為(wei)光(guang)(guang)柵方(fang)程。基本的(de)光(guang)(guang)柵方(fang)程為(wei)：

d(sini ± sinθ)=mλ   m=0,±1,±2，...

方程表示，根據mλ 值平(ping)行光(guang)(guang)(guang)(guang)束以入射(she)(she)角(jiao)(jiao)(jiao)(jiao) i 斜入射(she)(she)到縫間(jian)距為d的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)上，將光(guang)(guang)(guang)(guang)以離(li)散(san)的(de)角(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)度θ偏轉，其中(zhong)m是主極級(ji)次。入射(she)(she)角(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)i 和(he)θ 衍(yan)射(she)(she)角(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)分別是入射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)線(xian)和(he)衍(yan)射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)線(xian)與光(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)法線(xian)之(zhi)間(jian)的(de)夾角(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)，在(zai)考(kao)(kao)察與入射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)同一側的(de)衍(yan)射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)時，上式(shi)取(qu)正號；在(zai)考(kao)(kao)察與入射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)異側的(de)衍(yan)射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)時，上式(shi)取(qu)負號。可以看(kan)出，對(dui)于給定的(de)級(ji)次m，不同波長的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)將以不同的(de)角(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)度從(cong)光(guang)(guang)(guang)(guang)柵(zha)出射(she)(she)。

 透射(she)光柵(zha)與反射(she)光柵(zha)衍射(she)原理

色散

光(guang)柵的(de)色(se)(se)(se)散用角色(se)(se)(se)散和線色(se)(se)(se)散表(biao)示。相差單(dan)位波長的(de)兩條(tiao)譜線通(tong)過光(guang)柵分開的(de)角度為角色(se)(se)(se)散：

光柵產(chan)品中也用倒角色(se)散(san)即角色(se)散(san)的倒數（單位(wei)nm/mrad）來表示色(se)散(san)能力。光柵的線色(se)散(san)是聚焦物鏡焦面上相差單位(wei)波(bo)長的兩條譜線分(fen)開的距離。設物鏡的焦距是f，則線色(se)散(san)為：

衍射效率

光柵(zha)的(de)衍射(she)效(xiao)(xiao)率通常有兩種定義，即(ji)相對(dui)(dui)衍射(she)效(xiao)(xiao)率與絕對(dui)(dui)衍射(she)效(xiao)(xiao)率。

相對(dui)衍(yan)射(she)效(xiao)(xiao)率，定義為在(zai)給定波長和衍(yan)射(she)級次下，探測器接(jie)收(shou)到的(de)光柵的(de)衍(yan)射(she)光通(tong)(tong)量與一(yi)塊同孔徑(jing)的(de)標(biao)準反(fan)射(she)鏡的(de)反(fan)射(she)光通(tong)(tong)量之比；絕對(dui)效(xiao)(xiao)率，是指(zhi)給定光譜級次中單色衍(yan)射(she)光通(tong)(tong)量與入(ru)射(she)光通(tong)(tong)量之比；光柵衍(yan)射(she)效(xiao)(xiao)率曲線指(zhi)的(de)是光柵衍(yan)射(she)效(xiao)(xiao)率對(dui)波長的(de)函數關系。

 典型的光柵(zha)衍射效率曲線圖

閃耀角

閃(shan)耀光(guang)柵，是一(yi)種(zhong)特殊形(xing)式(shi)的(de)反(fan)射(she)式(shi)或透(tou)射(she)式(shi)衍射(she)光(guang)柵，它的(de)刻槽面與光(guang)柵面不平行，兩者之間有一(yi)夾角γ，稱為閃(shan)耀角。

 閃耀光柵衍射原(yuan)理

閃耀波長

閃(shan)耀(yao)光(guang)(guang)柵能夠在(zai)特定(ding)衍射級(ji)次產生max光(guang)(guang)柵效率，即大部分光(guang)(guang)功(gong)率將會在(zai)設(she)計的衍射級(ji)次，通常為(wei)1級(ji)，同(tong)時盡量減(jian)少其(qi)它級(ji)次（尤其(qi)是(shi)零級(ji)）的功(gong)率。由(you)于(yu)這種設(she)計特性，閃(shan)耀(yao)光(guang)(guang)柵會在(zai)某一特定(ding)波(bo)長(chang)下工(gong)作，這種波(bo)長(chang)也(ye)稱(cheng)為(wei)閃(shan)耀(yao)波(bo)長(chang)。

在Littrow結(jie)構下，即(ji)入(ru)射(she)光(guang)(guang)垂直于(yu)光(guang)(guang)柵(zha)刻(ke)槽面（光(guang)(guang)譜(pu)儀中稱之為(wei)自準直式入(ru)射(she)），入(ru)射(she)光(guang)(guang)的(de)(de)角(jiao)度(du)i和(he)衍射(she)光(guang)(guang)的(de)(de)角(jiao)度(du)θ 相同，i=θ=γ，這時，1級光(guang)(guang)譜(pu)閃(shan)耀的(de)(de)光(guang)(guang)柵(zha)其閃(shan)耀波長λB為(wei)：λB=2dsinγ。

（來源：網絡(luo)，版權歸原作者）