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衍射光栅原理
通常所讲的衍射光栅是基于夫琅禾费多缝衍射效应工作的。描述光栅结构与光的入射角和衍射角之间关系的公式叫“光栅方程”。
波在传播时，波阵面上的每个点都可以被认为是一个单独的次波源；这些次波源再发出球面次波，则以后某一时刻的波阵面，就是该时刻这些球面次波的包络面（惠更斯原理）。
一个理想的衍射光栅可以认为由一组等间距的无限长无限窄狭缝组成，狭缝之间的间距为d，称为光栅常数。当波长为λ的平面波垂直入射于光栅时，每条狭缝上的点都扮演了次波源的角色；从这些次波源发出的光线沿所有方向传播（即球面波）。由于狭缝为无限长，可以只考虑与狭缝垂直的平面上的情况，景德镇光栅，即把狭缝简化为该平面上的一排点。则在该平面上沿某一特定方向的光场是由从每条狭缝出射的光相干叠加而成的。在发生干涉时，由于从每条狭缝出射的光的在干涉点的相位都不同，它们之间会部分或全部抵消。然而，当从相邻两条狭缝出射的光线到达干涉点的光程差是光的波长的整数倍时，两束光线相位相同，就会发生干涉加强现象。以公式来描述，当衍射角θm满足关系dsinθm/λ=|m|时发生干涉加强现象，反射光栅，这里d为狭缝间距，即光栅常数，m是一个整数，取值为0，±1，±2，……。这种干涉加强点称为衍射极大。
光栅原理
光栅也称衍射光栅。是利用多缝衍射原理使光发生色散(分解为光谱)的光学元件。它是一块刻有大量平行等宽、等距狭缝(刻线)的平面玻璃或金属片。光栅的狭缝数量很大，一般每毫米几十至几千条。单色平行光通过光栅每个缝的衍射和各缝间的干涉，形成暗条纹很宽、明条纹很细的图样，这些锐细而明亮的条纹称作谱线。谱线的位置随波长而异，当复色光通过光栅后，不同波长的谱线在不同的位置出现而形成光谱。光通过光栅形成光谱是单缝衍射和多缝干涉的共同结果。
衍射光栅在屏幕上产生的光谱线的位置，可用式 表示。式中a代表狭缝宽度，b代表狭缝间距，φ为衍射角，θ为光的入射方向与光栅平面法线之间的夹角，k为明条纹光谱级数(k=0，±1，±2……)，λ为波长，a+b称作光栅常数。用此式可以计算光波波长。光栅产生的条纹的特点是：明条纹很亮很窄，相邻明纹间的暗区很宽，衍射图样十分清晰。因而利用光栅衍射可以精i确地测定波长。衍射光栅的分辨本领R=l/Dl=kN。其中N为狭缝数，狭缝数越多明条纹越亮、越细，光栅分辨本领就越高。增大缝数N提高分辨本领是光栅技术中的重要课题。
光栅是1821年由德国科学家J.夫琅和费用细金属丝密排地绕在两平行细螺丝上制成的。因形如栅栏，故名为“光栅”。现代光栅是用精密的刻划机在玻璃或金属片上刻划而成的。光栅是光栅摄谱仪的核心组成部分，其种类很多。按所用光是透射还是反射分为透射光栅、反射光栅。反射光栅使用较为广泛；按其形状又分为平面光栅和凹面光栅。此外还有全息光栅、正交光栅、相光栅、闪耀光栅、阶梯光栅等。
平面光栅
透射式光栅是通过在一块很平的玻璃上刻出一系列等宽度等间距的刻痕做成的，刻痕处相当于毛玻璃，大部分光将不会透过，而两条刻痕之间则相当于一条狭缝，可以透光。反射式的平面光栅，光栅生产商，在一块光洁的平面玻璃上刻出一系列平行的斜槽，入射光经过斜槽的反射后，产生干涉现象。实用的光栅每毫米内有几百条、几千条甚至上万条刻痕。
平面光栅主要用于光谱分析和光波长的测量等方面。
理想的反射式平面光栅，可视作是相互平行，等宽，等间距，均匀排列的许多狭缝。如设光栅的缝宽为d，则d称为光栅常数。根据夫琅和费理论，一束平行光垂直地入射到平面反射光栅上，经各缝衍射后向各方向传播。衍射角适合如下条件：
上式称作平行光垂直入射时的光栅方程。式中θ为衍射角，λ为光波波长，k为光谱线级数，当k=0，θ=0时，各种波长的光均满足上式，重合在一起形成零级光谱。k不为零时，不同波长的光对应不同的衍射角θ，光谱线便按波长（或衍射角）由小到大展开。如果入射光含有连续波长分布的复色光照射光栅，其一级主级大将是较宽的彩色亮带，从靠近零级主级大的内侧向外，颜色是由紫而变红色，称为光栅光谱。其它各级主级大的情况类似，仅零级保持为白色窄条，且对给定光栅常数的光栅，除中央零级明线外，不同波长的同一衍射主级大的位置均不重合，波长越短，衍射角就越小，越靠近中央。而在较高i级次处，相邻级的衍射谱线间会出现重叠，级次越高重叠越严重。
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