衍射光栅有哪些类型？

  当以紧凑、高效的方式分离具有高光谱分辨率的各种波长的光时，衍射光栅可以满足您的特定要求。

  衍射光栅是一种被广泛使用的光学元件，它们具有周期性结构，以一种比棱镜更紧凑、更易接近的格式促进光的色散。它们的工作原理是基于干涉原理，将多光谱光分解为其组成波长，类似于棱镜，将它们在空间上分散在一系列角度上。

  最常用的一种光栅结构是利用一系列平行条纹穿过类似于一系列狭缝的表面，激发波的叠加，通过波长使光衍射，将光分离成其组成的颜色。这不是衍射光栅的唯一基本设计类型，但它已成为多种不同应用的通用标准。

  有几种类型的衍射光栅，这可以使选择正确的光栅为您的应用程序是一个困难的过程。这篇文章提供了各种类型的衍射光栅的指导，以帮助概述适合于特定的应用需求。

反射与透射衍射光栅

  反射或透射是衍射光栅术语中最基本的区别之一。实际上，反射光栅将光衍射回入射面，而透射光栅则发射散光。

  由于有能力提供较大的像差补偿，由传输光栅制成的光学系统具有相对较低的对准灵敏度，这可以在应用中提供一个显著的优势，即使微小的对准误差或微小的温度波动都可能显著影响结果。因此，传输光栅为许多OEM应用提供了选择。

虽然反射和透射是一个关键因素，但并不是衍射光栅选择的最后决定因素。

衍射光栅设计原理

  光栅对反射光或透射光的相位的影响取决于它们各自的结构特性。传统的表面浮雕光栅是通过在基板材料上划一等距的凹槽来实现的，产生一个容易识别和流行的“闪耀”表面。

  这可能是一个耗时和昂贵的设计过程，在通过复制制造最终组件之前，可能需要使用几个通过金刚石工具制造的测试光栅。规则光栅也容易受到相对高水平的光散射。一旦制造，一个规则光栅必须小心处理，因为它是不可能清洁没有高风险的损害。灰尘、指纹或任何其他污染在长时间内放大了光栅的固有散射。

  全息光栅的发展消除了与传统表面浮雕元件相关的大多数误差。简而言之，它们是通过将衬底或光反应性材料以选择性的方式暴露于衬底，使其暴露于具有特殊均匀性的激光产生的光干涉图样中而制成的。这个操作然后将一个周期结构“写入”到所选媒体中。全息照相现在是衍射光栅的制造基准。

  各种类型的衍射光栅可以进一步扩展，以结合新兴的全息光栅制造技术。例如，由熔融二氧化硅和体积相位全息(VPH)衍射光栅组成的蚀刻浮雕光栅，是当代光学系统两种截然不同的设计范式。与规则光栅相比，两者都提供了相当大的效率，VPH光栅技术为光学工程师提供了更大范围的设计，以达到所需的效率剖面。

衍射光栅的选择

  在选择衍射光栅时，有许多关键的相互关联的性能因素需要考虑，包括:

  效率:衍射光栅效率通常表示为入射光分解成所需顺序的百分比，作为波长的函数，大多数传统光栅在总波长范围内产生非对称效率曲线。

  分辨能力:衍射光栅的分辨能力决定了它在空间上分割两个波长的能力，主要是由光栅的周期结构决定的。

  波长范围:衍射光栅的光谱范围与它能有效分散的电磁辐射区域有关，这与结构的特性相似。

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本信息已从Wasatch Photonics, Inc.提供的材料中获得，审查和改编。

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