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光栅原理

2015-4-15 16:41:49      

光栅的英文名称为Grating,是衍射光栅的简称,多利用多缝衍射原理使光发生色散的光学元件。它是刻有大量的相互平行、等距等宽的狭缝(刻痕)的平面(或凹面)玻璃或者金属片。平面的称为平面光栅,凹面的称为凹(面)光栅。光栅又可分为透射光栅和反射光栅。

令d为光栅常量,也称为光栅间距,i为光线入射角,θ为衍射光线与法线的夹角,即衍射角。则衍射角极大的位置由d(sinθ-sini)=mλ给出。λ为波长,m为光普级或衍射级,m=0,m=±1,m=±2等。0就是中央条纹,向两旁有一级光谱,二级光普。

光栅原理

光栅每单位长度的刻度线是多少,主要决定于所要分光的波长范围(两刻线的间距应与波长同一数量级),单位长度内的刻线愈多,其色散率更大。而光栅的分辨率则是决定于刻线的总数。

光栅还可以分为还有炫耀光栅、阶梯光栅、相位光栅、层片光栅、声致光栅、交叉光栅(二维光栅)、三维光栅等。

光栅图案

利用全息照相技术制造的光栅称为全息光栅,它没有机刻线那样周期性误差,而且制作方法简单。天然晶体按照一定的规则排列的微粒,形成的所谓的空间光栅(也叫做晶体光栅,其微粒间距远比人工刻线的间距小的多),常用语测量X射线的波长。

在光通信中,用来做波分复用系统的分波器和合波器。在机械制造中,光栅常被用作机床位置测量的反馈元件换和机床定位系统中的数字显示装置,不做衍射作用的有时称网版、孔板或网孔。而电视机中的光栅(raster)指包括所有扫描线的显示屏面。

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