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二次元影像测量仪光栅尺的基础知识

点击次数：128 发布时间：2024/10/2 12:05:09

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郑**

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　　二次元影像测量仪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。

　　1、二次元影像测量仪光栅尺分为刻划光栅、复制光栅、全息光栅等；

　　2、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；

　　3、复制光栅是用母光栅复制而成；

　　4、典型刻划光栅和复制光栅的刻槽是三角形；

　　5、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。

　　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。

　　如何选择二次元影像测量仪光栅尺

　　选择光栅尺主要考虑如下因素：

　　刻槽密度G=1/D，D是考槽间隔，单位为MM。

　　闪耀波长

　　闪耀波长为光栅尺大衍射效率点，因此选择光栅时应尽量选择闪耀波长在实际应用在可见光范围，可选择闪耀波长为500nm。

原创作者：苏州日井精密仪器有限公司