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简单了解二次元的电子尺光栅基础知识

二次元产品电子光栅尺作为重要的分光器件,其性能直接影响整个系统性能,为更好协助用户选择,在此做一简要介绍。
二次元电子光栅尺分为刻划光栅、复制光栅、全息光栅等;
刻划光栅是用钻石刻刀在涂有金属的表面上机械刻划而成;
复制光栅是用母光栅复制而成;
典型刻划光栅和复制光栅的刻槽是三角形;
全息光栅是由激光干涉条纹光刻而成,全息通常包括正弦刻槽,刻划光栅具有衍射效率高的特点,全息光栅光谱范围广,杂散光低,且可作到高光谱分辨率。
光栅方程
反射式衍射光栅是在衬底上周期地刻划很多微细的刻槽,一系列平行刻槽的间隔与波长相当,光栅表面涂上一层高反射率金属膜。光栅沟槽表面反射的辐射相互作用产生衍射和干涉。对某波长,在大多数方向消失,只在一定的有限方向出现,这些方向确定了衍射级次。如图1所示,光栅刻槽垂直辐射入射平面,辐射与光栅法线入射角为α,衍射角为β,衍射级次为m,d为刻槽间距,在下述条件下得到干涉的极大值:
mλ=d(sinα+sinβ)
定义φ为入射光线与衍射光线夹角的一半,即φ=(α-β)/2;θ为相对与零级光谱位置的光栅角,即θ=(α+β)/2,得到更方便的光栅方程:
mλ=2dcosφsinθ
从该光栅方程可看出:
对一给定方向β,可以有几个波长与级次m相对应λ满足光栅方程。比如600nm的一级辐射和300nm的二级辐射、200nm的三级辐射有相同的衍射角。
衍射级次m可正可负。
对相同级次的多波长在不同的β分布开。
含多波长的辐射方向固定,旋转光栅,改变α,则在α+β不变的方向得到不同的波长。
如何选择二次元电子光栅尺
选择光栅尺主要考虑如下因素:
刻槽密度G=1/d,d是刻槽间隔,单位为mm。
闪耀波长
闪耀波长为光栅最大衍射效率点,因此选择光栅时应尽量选择闪耀波长在实际需要波长附近。如实际应用在可见光范围,可选择闪耀波长为500nm。
光栅刻线


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