花几分钟了解下衍射光栅的分类与结构
更新时间：2026-01-13
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衍射光栅是一种关键的光学元件，其核心功能是利用衍射和干涉效应将入射光按波长分离，从而实现光谱色散。衍射光栅是一种能将光分解成不同颜色的光学元件，通过等间距的狭缝产生干涉和衍射现象，形成明暗条纹。
在实际应用中，衍射光栅主要分为透射光栅和反射光栅，广泛用于光谱仪、单色仪等分析仪器中，用于材料成分分析、环境监测等领域；在激光系统中，可用于波长调谐、脉冲压缩或放大；此外，在电信、生物医学成像和科研设备中也发挥着重要作用。
衍射光栅基于多缝衍射和干涉原理工作。当光照射到光栅上时，每个狭缝都会发生衍射，各狭缝的衍射光在空间相遇时相互干涉。当光程差满足一定条件(如光程差为波长的整数倍)时，会形成亮条纹。不同波长的光因干涉大条件不同而在不同方向上形成亮条纹，从而将复色光分解为按波长排列的光谱。
分类与结构
衍射光栅可根据调制方式、工作方式、表面形状等维度分类：
按调制方式：
振幅型光栅：通过改变狭缝的透光性实现调制。
相位型光栅：通过改变光程实现调制。
按工作方式：
透射型光栅：在透明材料(如玻璃)上刻划等间距刻痕，刻痕处不透光，未刻痕处为透光狭缝。
反射型光栅：在金属反射镜上刻划刻痕，刻痕处发生漫反射，未刻痕处在反射光方向发生衍射。
按表面形状：
平面光栅：工作表面为平面。
凹面光栅：工作表面为凹面，具有聚焦能力。
按制作方式：
机刻光栅：通过机械刻划工艺制作，刻痕精度高。
复制光栅：以机刻光栅为母版，通过复制工艺批量生产。
全息光栅：利用全息干涉图案的光刻技术制作，无周期性误差，杂散光低。
