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平面光柵是利用光的衍射和干涉來分光的色散元件

更新時(shí)間:2020-01-09 點(diǎn)擊次數(shù):1865
 
  
  平面光柵是利用光的衍射和干涉現(xiàn)象進(jìn)行分光的一種色散元件,有透射式和反射式兩種,光譜儀常用的是反射光柵,它的縫是不透明的反射鋁膜。在一塊平整的毛壞上鍍上鋁層,刻上許多平行、等寬而又等距的線槽,每條線槽起著一個“狹縫”的作用,每毫米刻線有1200條、2400條或3600條,整塊光柵的刻線總數(shù)幾萬條到幾十萬條。
  
  平面光柵被設(shè)計(jì)成滿足尺寸,波長范圍,入射角和衍射角的規(guī)格,但不適用于光學(xué)系統(tǒng)的特定焦距。因此,只要前面提到的四個參數(shù)相同,就可以將相同的光柵用于不同的光學(xué)裝置。
  
  平面光柵主要用于光譜分析和光波長的測量等方面。理想的反射式平面光柵,可視作是相互平行,等寬,等間距,均勻排列的許多狹縫。如設(shè)光柵的縫寬為d,則d稱為光柵常數(shù)。根據(jù)夫瑯和費(fèi)理論,一束平行光垂直地入射到平面反射光柵上,經(jīng)各縫衍射后向各方向傳播。衍射角適合如下條件:
  
  dsinθ=kλk=0,±1,±2,±3…
  
  上式稱作平行光垂直入射時(shí)的光柵方程。式中θ為衍射角,λ為光波波長,k為光譜線級數(shù),當(dāng)k=0,θ=0時(shí),各種波長的光均滿足上式,重合在一起形成零級光譜。k不為零時(shí),不同波長的光對應(yīng)不同的衍射角θ,光譜線便按波長(或衍射角)由小到大展開。如果入射光含有連續(xù)波長分布的復(fù)色光照射光柵,其主級大將是較寬的彩色亮帶,從靠近零級主級大的內(nèi)側(cè)向外,顏色是由紫而終變紅色,稱為光柵光譜。其它各級主級大的情況類似,僅零級保持為白色窄條,且對給定光柵常數(shù)的光柵,除中央零級明線外,不同波長的同一衍射主級大的位置均不重合,波長越短,衍射角就越小,越靠近中央。而在較次處,相鄰級的衍射譜線間會出現(xiàn)重疊,級次越高重疊越嚴(yán)重。
 

平面光柵

  
  注意:
  
  平面光柵很容易被潮濕、指紋、氣溶膠或任意摩擦材料的輕微接觸而損傷。只能在必要時(shí)才拿取,而且只能通過邊緣夾持。應(yīng)佩戴橡膠手套或類似的防護(hù)套,以防止手指上的油污接觸光柵表面。清潔時(shí)只能使用凈化的干燥空氣或氮?dú)獯祾吖鈻?,其它任何操作都是不允許的。溶劑很可能會損傷光柵表面。
  
  另外,刮擦或者其他輕微表面劃傷及非中心區(qū)域極少數(shù)點(diǎn)狀氣泡通常不影響平面光柵的性能,所以不認(rèn)為是產(chǎn)品缺陷。

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