衍射光栅

光栅的定义

广义地说，具有周期性空间结构或光学性能（透射率，反射率和折射率等）的衍射屏，统 称为光栅。光栅的主要用途是作分光元件，此外，也可作长度测量和角度测量。

光栅的种类

透射光栅， 反射光栅 

平面光栅， 凹面光栅 

黑白光栅， 正弦光栅 

一维光栅， 二维光栅， 三维光栅

光栅光谱

各种波长的单色光经衍射光栅形成的一组谱线。 白光的衍射光谱：由连续组谱线构成。

光栅的性能参数

1、角色散D

角色散用来表征某一级次的谱线单位波长间隔 在空间散开的程度。其与光栅线数N无关，只与光栅常数d有关，d越小，角色散越大，其分光能力越强。

2、自由光谱范围

各色光干涉极大不发生级次交叠的最大波长范围。即最大波长的k级极大值与最小波长的k+1级极大值不发生重叠的，此时由最小波长到最大波长的这段波长范围。

3、色散本领

当两条谱线的同一级亮条纹之间的角距离正好为每条谱线宽度的一半，此时两条谱线恰能分开。

光栅的制作工艺

目前市面上有的光栅按种类分为：刻划光栅、全息光栅、等离子刻蚀光栅

1、刻划光栅：用钻石刻刀在涂薄金属表面机械刻划而成。这类光栅一般刻线数不会太高，普遍为20g/mm到1800g/mm之间，光谱范围覆盖广，当光谱范围超过1500nm时，基本只能采用刻划光栅。由于刻划光栅制作工艺的原因，生产一片原刻光栅（母光栅）成本较高，因此衍生出复制光栅，复制光栅是通过母光栅复制而成的，性能上会稍差于原刻光栅。刻槽形状主要有以下几种：

刻划光栅的优点是衍射效率高，特别是在其闪耀角的波长上，衍射效率甚至能达到80%-90%。缺点是存在鬼线和高杂散光，主要产生的原因是因为在光栅制作中，刻划的时候存在周期性失误或者是刻划失误。

刻划光栅基本都是平面光栅

2、全息光栅：由激光干涉条纹光刻而成。这类光栅刻划线能做的非常高，普遍为150g/mm到3600g/mm之间，当然也有很多特殊运用需6000g/mm甚至更高，但是却不能做得很低刻线，因此全息光栅光谱范围比较适用于紫外可见近红外范围，大于1200nm基本不适用。

全息光栅的优点是刻线数能做得很高，适用于高分辨率要求的运用，同时它没有鬼线，杂散光也非常低，非常适合拉曼、荧光等运用。缺点是衍射效率低。

全息光栅有平面光栅，也有凹面光栅

3、等离子刻蚀光栅：第三代光栅，是在全息光栅的基础上，通过等离子刻蚀出闪耀角而成。因此其具有刻划光栅的高衍射效率，也具有全息光栅无鬼线，低杂散光的优点，但是由于它是在全息光栅的基础上刻蚀得到的，所以这种光栅的刻数线也做不了太低，因此它适合的光谱范围，也是紫外可见近红外范围。

（以上资料采编自网络）