光栅衍射测光的波长调整和应用探讨
使用光栅测量波长的实验技巧与方法
使用光栅测量波长的实验技巧与方法引言：光栅是一种广泛用于光学实验和测量中的工具，通过光栅的作用可以精确测量光波的波长。
本文将介绍使用光栅测量波长的实验技巧与方法，希望能为读者提供一些有用的指导。
一、实验器材准备在进行光栅测量波长的实验前，我们需要准备以下实验器材：1. 光源：可以使用激光器或者白光源，确保光源的稳定性和亮度。
2. 光栅：选择合适的光栅类型，常见的有光栅片和光栅光谱仪。
3. 光电探测器：用于接收并测量光信号的变化。
4. 适配器和支架：用于固定光源、光栅和光电探测器。
二、实验步骤1. 设定实验装置：将光源、光栅和光电探测器依次安装在适配器和支架上，确保它们之间的位置和方向稳定并能相互对齐。
2. 调整光栅位置：通过调整光栅的位置，使得光源的光束经过光栅后能够发生衍射并尽可能使衍射光束投射到光电探测器上。
3. 记录基准数据：在没有任何外界干扰的情况下，记录下光电探测器接收到的光信号的强度和波长。
4. 引入待测物质：将待测物质置于光源和光栅之间，记录下光电探测器接收到的光信号的强度和波长。
5. 分析数据：通过对基准数据和待测数据的对比，计算出待测物质的波长。
三、实验技巧与注意事项1. 对齐光路：在实验前，确保光源、光栅和光电探测器之间的光路完全对齐，以保证光线的准确进入光栅并投射到光电探测器上。
2. 控制环境条件：在进行实验时，应尽量减少外界干扰，避免光源、光栅或光电探测器受到其他光源的影响。
3. 多次测量取平均值：为了提高实验的准确性，可以进行多次实验测量，并取平均值作为最终结果。
4. 注意光电探测器的灵敏度：根据实际需求，选择合适的光电探测器灵敏度，以确保对光信号的测量能够达到所需的精度。
结论：通过使用光栅测量波长的实验技巧与方法，我们可以准确测量出光信号的波长。
在进行实验时，需要准备好合适的实验器材，并且注意实验步骤和技巧，以确保实验的准确性和可重复性。
在实验过程中，也应注意环境条件的控制和数据的分析，以获得可靠的实验结果。
光栅衍射测光的波长调整和应用探讨
光栅衍射测光的波长调整和应用探讨作者：冯兵安庆师范学院物理与电气工程学院安徽安庆246011指导教师：朱德权摘要：衍射光栅作为一种重要的分光元件, 经过几百年的发展,已经形成了很多种类,除了广泛应用于摄谱仪进行光谱分析之外, 新型的光栅已大量用于激光器、集成光路、光通信、光学互连、光计算、光学信息处理和光学精密测量控制等各个方面。
综述了光栅的研究历史和现状, 介绍了光栅的主要性质和应用,并根据光栅的特点对光栅进行了分类.本文提出了使用光栅衍射测量光波波长和方向的方法，主要由光栅，分光计组成.实验结果表明：测得的波长偏差较小，入射方向的误差较小.关键词：光波波长，光栅衍射，分光计，入射角光栅应用引言：光栅作为一种优良的分光元件, 在近代光谱仪中有广泛的应用, 比如利用光栅衍射进行光谱分析,测量光波波长等.在大学物理实验中, 研究光栅测量光波波长, 都是基于入射光垂直于光栅平面入射的情况下进行的测量.如何在任意未知入射角情况下, 利用光栅测量光波波长.本文就这一情况进行分析和研究.一.光栅简介1 光栅发展历史最早的衍射光栅是绕线光栅, 1786年美国科学家 Ritenhouse在费城用平行的 50至 60根细金属丝制成的宽 12 . 7 mm的衍射光栅. 1821年,夫琅和费为了观测太阳光谱, 用铁丝制成了衍射光栅, 两年后,他又在平面玻璃上敷以金箔,再在金箔上刻槽做成了具有较大色散的反射衍射光栅. 1870年, 卢瑟福在 50 mm宽的反射镜上用金刚石刻刀刻划了3500条槽, 这是世界上第一块分辩率与棱镜相当的光栅, 具有重大的意义[ 3 ]19世纪 80年代, Ro w land发明衍射光栅刻划机和凹面光栅分光装置, 光栅分光仪器就成为光谱分析领域的主角. 后来, Anderson和 Wood研究了光栅槽形对光强分布的影响, 提出了光栅的闪耀理论,闪耀使光栅的衍射效率得到大大的提高, 大部分光能量可集中在预定的衍射级次上。
使用光栅测量光的波长的技巧与原理
使用光栅测量光的波长的技巧与原理光是一种电磁波，具有波长和频率的特性。
在科学研究和工程应用中，准确测量光的波长是非常重要的。
光栅是一种常用的光学元件，可以通过光的干涉和衍射现象来测量光的波长。
本文将介绍使用光栅测量光的波长的技巧与原理。
光栅是一种具有规则周期性结构的透明或不透明介质，通常由许多平行的凸起或凹陷构成。
当入射光通过光栅时，会发生干涉和衍射现象。
光栅的周期性结构使得入射光发生干涉，形成一系列明暗相间的光条纹。
这些光条纹的间距与光栅的周期以及入射光的波长有关，因此可以通过测量光条纹的间距来确定光的波长。
在实际测量中，通常使用一个光源和一个光栅来进行测量。
光源可以是一束单色光或者是一束白光。
当使用单色光时，测量的结果更加准确，因为单色光只有一个特定的波长。
而当使用白光时，由于白光包含了多个波长的光，测量结果会有一定的误差。
测量光的波长的方法有很多种，其中一种常用的方法是通过测量光栅的衍射角度来计算光的波长。
当入射光通过光栅时，会发生衍射现象，形成一系列衍射角度。
这些衍射角度可以通过测量光条纹的位置来确定。
根据衍射理论，可以得到光的波长与衍射角度之间的关系。
通过测量光栅的衍射角度，可以计算出光的波长。
另一种常用的方法是通过测量光栅的衍射级数来计算光的波长。
光栅的衍射级数是指光栅上的某一条纹所对应的衍射级别。
光栅的衍射级数与光的波长和光栅的周期有关。
通过测量光栅的衍射级数，可以计算出光的波长。
除了以上两种方法，还有一种常用的方法是通过测量光栅的光谱条纹来计算光的波长。
光栅的光谱条纹是指光栅上的一系列明暗相间的光条纹。
这些光条纹的间距与光的波长和光栅的周期有关。
通过测量光栅的光谱条纹，可以计算出光的波长。
在实际测量中，需要使用一些光学仪器来进行测量。
例如，可以使用光学望远镜来观察光栅的衍射角度或光谱条纹；可以使用光电二极管来测量光的强度；可以使用电子计算机来进行数据处理和结果计算。
总之，使用光栅测量光的波长是一种常用的方法，通过测量光栅的干涉和衍射现象，可以准确测量光的波长。
用衍射光栅测量光波波长实验报告
用衍射光栅测量光波波长实验报告下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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光栅衍射与光波波长的测定实验报告
光栅衍射与光波波长的测定实验报告目录一、实验目的 (2)1. 理解光栅的基本原理和作用 (2)2. 学会使用光栅光谱仪进行光栅衍射实验 (3)3. 测定入射光和衍射光的波长 (4)二、实验原理 (5)1. 光栅方程 (6)2. 惠更斯-菲涅耳原理 (7)3. 菲涅耳衍射 (7)4. 夫琅禾费衍射 (8)5. 光波波长测定 (10)三、实验仪器与材料 (11)1. 光栅光谱仪 (11)2. 可调谐激光器 (12)3. 高精度光杠杆 (14)4. 微倾螺旋 (15)5. 滤光片 (16)四、实验步骤 (17)五、实验数据与结果分析 (19)1. 记录实验过程中的所有数据，包括衍射图谱、波长计算值等 (20)2. 对比实验数据与理论预期，分析光栅性能和波长测定结果的准确性213. 编写实验报告，总结实验过程、结果与讨论 (22)六、实验误差分析与改进措施 (22)1. 分析实验误差来源，如仪器误差、操作误差等 (24)2. 提出改进措施，如优化仪器设置、提高操作技能等 (25)3. 对实验结果进行修正，以提高测量精度 (26)七、实验结论 (27)一、实验目的本实验旨在通过光栅衍射与光波波长的测定，深入理解光栅的基本原理及其在光学信息处理、通信和显示技术等领域的应用。
实验过程中，我们将观察并分析光栅产生的衍射图样，测量光波波长，并探究光栅常数与衍射效率之间的关系。
通过实验操作，培养学生的动手能力和科学实验素养，提高其解决实际问题的能力。
1. 理解光栅的基本原理和作用本实验旨在探究光栅衍射现象与光波波长的关系，为了更好地理解实验内容，我们首先需深入理解光栅的基本原理和作用。
光栅是一种具有周期性结构的光学元件，其表面由一系列等宽等间距的狭窄透光条和遮挡条组成。
当光束入射到光栅上时，由于光栅的周期性结构，会发生衍射现象。
衍射是波（如光波）在遇到障碍物或穿过小孔时产生的一种物理现象，光波会被分散成不同的方向，形成明暗相间的条纹。
光栅测定光波波长实验要求
光栅测定光波波长实验要求
光栅测定光波波长实验要求如下：
1. 实验原理：使用光栅原理来测定光波的波长。
光栅是一种有大量平行光栅线的透明介质，当光通过光栅时，会发生衍射现象，形成多个亮度不同的衍射光束。
根据衍射现象和光栅的特性，可以通过测量衍射光束的角度和光栅线数来计算光波的波长。
2. 实验仪器：光源、准直镜、透镜、光栅、平行光管、光电管、测量仪器等。
3. 实验步骤：
- 构建实验装置：将光源放置在准直镜前方，通过透镜将光线准直，使光线平行射向光栅。
将光栅安装在平行光管内，并调整角度使得光线垂直射向光栅。
- 对光栅进行调节：调整光栅的位置和角度，使得衍射的一级亮点清晰可见。
- 测量衍射角度：使用测量仪器测量衍射光束的角度。
可以通过测量衍射光束与水平方向的夹角来确定衍射角度。
- 计算波长：根据光栅的特性和测得的衍射角度，使用光栅公式进行计算，得到光波的波长。
4. 实验注意事项：
- 实验环境应保持暗室或低光强环境，以减少背景杂散光的干扰。
- 光栅和光源应调整到适当的位置和角度，使得衍射亮点清晰可见。
- 测量时应尽量避免手触摸光栅，以免对实验结果产生影响。
- 在测量角度时，应尽量减小误差，可以采取多次测量、平均值等方法来提高精度。
5. 实验结果分析：对测得的光波波长进行统计和分析，比较实验结果与理论值的差异，评价实验方法的准确性和可靠性。
光栅衍射法测光波波长实验报告
光栅衍射法测光波波长实验报告目录一、实验目的与要求 (2)1. 实验目的 (2)2. 实验要求 (3)二、实验原理 (3)1. 光栅基本原理 (4)2. 衍射原理简介 (5)3. 光波波长测量方法 (6)三、实验仪器与材料 (7)1. 主要仪器 (8)双缝干涉仪 (8)读取装置 (9)2. 实验材料 (11)光波源 (11)透明介质 (13)测量尺 (14)四、实验步骤 (15)1. 光路搭建 (16)2. 数据采集 (18)3. 数据处理 (19)4. 结果分析 (20)五、实验结果与讨论 (20)1. 实验数据记录 (21)2. 数据处理与分析 (22)3. 结果讨论 (23)实验误差分析 (24)结果合理性探讨 (25)六、实验结论与展望 (26)1. 实验结论 (27)2. 实验不足与改进 (28)3. 未来研究方向 (30)一、实验目的与要求本次实验的目的是通过光栅衍射法测量光波的波长，光栅衍射作为一种重要的光学现象，在研究光的波动性和干涉性方面具有重要的应用价值。
通过本实验，我们希望能够加深对光栅衍射现象的理解，并准确地测量出光波的波长，进一步探究光波的特性。
本实验旨在通过光栅衍射法测量光波波长，加深对光栅衍射现象的理解，掌握相关实验技能和技术，为今后的学习和研究打下坚实的基础。
1. 实验目的理论联系实际：将所学的光学理论应用于实际问题解决中，通过实验手段验证理论的正确性。
掌握光栅衍射的基本原理：通过实验观察并分析光栅衍射现象，理解光栅对光的散射作用以及衍射图样的形成机制。
学习使用光栅仪器：熟练掌握光栅测长仪的使用方法，能够准确测量光栅常数。
提高实验技能：通过实际操作，提高动手能力、分析问题和解决问题的能力，培养科学严谨的实验态度。
拓展知识面：了解现代光学技术在其他领域的应用，如光谱分析、光学计量等，激发对光学技术的兴趣和探索欲望。
2. 实验要求准备实验器材，包括光源、光栅、透镜、光学仪器等。
光栅衍射实验报告建议(3篇)
第1篇一、实验名称光栅衍射实验二、实验目的1. 理解光栅衍射的基本原理，包括光栅方程及其应用。
2. 掌握分光计的使用方法，包括调整和使用技巧。
3. 学习如何通过实验测定光栅常数和光波波长。
4. 加深对光栅光谱特点的理解，包括色散率、光谱级数和衍射角之间的关系。
三、实验原理光栅是由大量平行、等宽、等间距的狭缝（或刻痕）组成的光学元件。
当单色光垂直照射到光栅上时，各狭缝的光波会发生衍射，并在光栅后方的屏幕上形成一系列明暗相间的衍射条纹。
这些条纹的形成是由于光波之间的干涉作用。
根据光栅方程，可以计算出光栅常数和光波波长。
四、实验仪器1. 分光计2. 平面透射光栅3. 低压汞灯（连镇流器）4. 光栅常数测量装置5. 光栅波长测量装置五、实验步骤1. 准备工作：检查实验仪器是否完好，了解各仪器的使用方法和注意事项。
2. 调节分光计：根据实验要求，调整分光计，使其达到最佳状态。
3. 放置光栅：将光栅放置在分光计的载物台上，确保其垂直于入射光束。
4. 调节光源：调整低压汞灯的位置，使其发出的光束垂直照射到光栅上。
5. 观察衍射条纹：通过分光计的望远镜观察光栅后的衍射条纹。
6. 测量衍射角：使用光栅常数测量装置，测量衍射条纹的角宽度。
7. 计算光栅常数和光波波长：根据光栅方程，计算光栅常数和光波波长。
8. 重复实验：重复上述步骤，至少进行三次实验，以确保实验结果的准确性。
六、实验数据记录1. 光栅常数（d）：单位为纳米（nm）。
2. 光波波长（λ）：单位为纳米（nm）。
3. 衍射角（θ）：单位为度（°）。
七、实验结果与分析1. 计算光栅常数和光波波长：根据实验数据，计算光栅常数和光波波长。
2. 分析实验结果：比较实验结果与理论值，分析误差产生的原因，如仪器误差、操作误差等。
3. 讨论实验现象：讨论光栅衍射条纹的特点，如条纹间距、亮度等。
八、实验结论1. 通过实验，验证了光栅衍射的基本原理。
2. 掌握了分光计的使用方法，提高了实验操作技能。
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光栅衍射测光的波长调整和应用探讨作者：冯兵安庆师范学院物理与电气工程学院安徽安庆246011指导教师：朱德权摘要：衍射光栅作为一种重要的分光元件, 经过几百年的发展,已经形成了很多种类,除了广泛应用于摄谱仪进行光谱分析之外, 新型的光栅已大量用于激光器、集成光路、光通信、光学互连、光计算、光学信息处理和光学精密测量控制等各个方面。
综述了光栅的研究历史和现状, 介绍了光栅的主要性质和应用,并根据光栅的特点对光栅进行了分类.本文提出了使用光栅衍射测量光波波长和方向的方法，主要由光栅，分光计组成.实验结果表明：测得的波长偏差较小，入射方向的误差较小.关键词：光波波长，光栅衍射，分光计，入射角光栅应用引言：光栅作为一种优良的分光元件, 在近代光谱仪中有广泛的应用, 比如利用光栅衍射进行光谱分析,测量光波波长等.在大学物理实验中, 研究光栅测量光波波长, 都是基于入射光垂直于光栅平面入射的情况下进行的测量.如何在任意未知入射角情况下, 利用光栅测量光波波长.本文就这一情况进行分析和研究.一.光栅简介1 光栅发展历史最早的衍射光栅是绕线光栅, 1786年美国科学家 Ritenhouse在费城用平行的 50至 60根细金属丝制成的宽 12 . 7 mm的衍射光栅. 1821年,夫琅和费为了观测太阳光谱, 用铁丝制成了衍射光栅, 两年后,他又在平面玻璃上敷以金箔,再在金箔上刻槽做成了具有较大色散的反射衍射光栅. 1870年, 卢瑟福在 50 mm宽的反射镜上用金刚石刻刀刻划了3500条槽, 这是世界上第一块分辩率与棱镜相当的光栅, 具有重大的意义[ 3 ]19世纪 80年代, Ro w land发明衍射光栅刻划机和凹面光栅分光装置, 光栅分光仪器就成为光谱分析领域的主角. 后来, Anderson和 Wood研究了光栅槽形对光强分布的影响, 提出了光栅的闪耀理论,闪耀使光栅的衍射效率得到大大的提高, 大部分光能量可集中在预定的衍射级次上。
1948年, Gabor提出了全息光学原理,激光器发明以后,出现了专门用于记录激光器干涉条纹的技术,导致全息光栅的出现,它主要用作色散元件,对激光输出光谱进行选择和调谐.随着硅微加工技术的迅速发展,而光栅在微观上的周期性,硅作为晶体材料结构上的特殊性及其加工工艺的兼容性,使人们开始尝试在硅基材料上制作光栅. 1975年 W. Tang和 S . W ang首次在论文中报道了利用硅加工技术制作光栅,从此硅光栅被应用在许多不同的领域.随着微细加工工艺的发展和二元光学应用领域的拓展,周期性二元光学元件光栅的特征尺寸不断缩小,其结构也变得越来越复杂,从单周期光栅到双周期交叉光栅,从介质光栅到金属光栅,从单层光栅到多层光栅,光学元件越来越小型化、高效化、阵列化.2 光栅分类光栅经过几百年的发展, 己形成了很多种类,分类准则也有很多.我们将根据光栅的特点对光栅进行分类,并对光栅的应用进行简单的介绍.有些光栅可能属于几个种类,我们只在一个种类中介绍.( 1)按材料分, 有硅光栅、金属光栅、聚合物光栅、光折变光栅、光致热折变玻璃光栅等;硅在近红外波段范围内具有非常好的光学特性(高折射率和低损耗) ,是制作近红外光栅的极好的材料, 又由于使用微机械加工技术,可以直接在硅材料表面制作光栅.在硅基材料上制作的光栅还可以用作集成光学的波导和光纤的耦合器. 阵列波导光栅也称作相位阵列, 它由一定数量的输入 /输出信道波导、阵列波导和两块平板波导组成,集成在同一块硅基底上(有的是在石英片上) .信道波导和阵列波导通过平板波导相连,阵列波导中相邻阵列波导的长度差保持为常数,可以起到光栅的作用,可以完成不同波长光的复用和解复用功能. AWG具有价格便宜、适合批量生产、工艺简单、材料折射率调整容易、损耗低、热稳定性高、透明性好以及偏振不灵敏(即无需色散补偿)等优点.关于 AWG 的研究,近年来取得了很大的进展.在金属光栅上制作的亚波长狭缝光栅具有异常的透射光增强效应. 由于这种增强效应突破了经典孔径理论的极限,在光子学、光电子学等领域具有巨大的应用潜力.目前用于全息记录的材料种类繁多,有:卤化银乳胶、重铬酸明胶、光致抗蚀剂、光导热塑、光致变色材料、光致聚合物、光折变晶体、小杆细菌视紫红质等.由于银盐干板光栅衍射效率低, 重铬酸盐明胶光栅不容易保存,因此都不适合做全息光栅。
光致抗蚀剂能形成浮雕型相位全息图,光导热塑可擦除后重复使用.细菌视紫红质是一种具有光驱动质子泵功能的跨膜蛋白, 具有较强的光敏感性在光致色变、瞬态光电响应和非线性光学等性能上都具有良好的应用前景.光折变晶体是指在光辐射作用下通过光生载流子的空间分布使折射率发生变化的晶体,光折变晶体是一种可重复使用的实时记录材料.光致热折变玻璃光栅(又叫光敏玻璃)是一种新型的光栅,能承受高能激光的辐照,其内部的体布拉格光栅, 使它们成为高能激光光谱叠加的理想器件.此外还有用于立体印刷的膜材光栅, 主要有聚对苯二甲酸已二醇酯 ( PET)、聚丙烯 ( PP)、聚氯乙烯( PVC )三种.( 2)按作用器件分, 有光纤光栅、超声光栅、液晶光栅等;所谓光纤光栅是指通过一定方法 (光敏性、弹光效应)使光纤纤芯的折射率发生轴向周期性调制而形成的衍射光栅,是一种无源滤波器件.其作用实质上是在纤芯内形成一个滤波器或反射镜. 光纤光栅自 1989年问世以来已成为一种重要的光无源器件,在光纤通信和光纤传感得到了广泛的应用.根据光纤周期的不同, 光纤光栅可以分为短周期光纤光栅和长周期光纤光栅,还有光学周期随着光栅长度发生变化的啁啾光纤光栅. 可用做传感器、滤波器、光分插复用器、色散补偿器等.由超声波在介质中形成驻波,使介质产生弹性形变,引起介质的密度呈疏密相间的交替分布,导致介质的折射率也作相应的周期性变化,如同一个正弦相位光栅, 称为超声光栅.而声光晶体等价于一个相位光栅.液晶光栅是利用液晶的电光性质来设计的一种光栅. 液晶光开关、光偏转器、光扫描器已经开始应用于光纤通信实验系统中,其唯一重大缺陷是响应速度目前只能达到微秒级或亚微秒级.( 3)按使用衍射光的方向分, 有透射光栅和反射光栅等;光栅是衍射光栅的简称,光栅是能等宽等间隔地分割入射波前的、具有空间周期性结构的光学元件, 是一种重要的分光元件.衍射光栅分为透射光栅和反射光栅两类,反射光栅又分阶梯光栅和闪耀光栅,透射光栅按透射率函数的不同可分为普通的矩形透射率光栅(黑白光栅)和正弦光栅两种.天文中仪器中测光谱用的多是反射光栅﹐它的基底是低膨胀系数的玻璃或熔石英﹐上面镀铝﹐然后把平行线刻在铝膜上.透射光栅是在一块透明基体(如玻璃、聚酯片基等)上刻一系列平行的和紧紧相靠的凹槽, 未刻部分能透光,刻划部分因漫反射而不透光,这等效于大量等宽等间距的平行狭缝称为矩形透射率光栅(黑白光栅) .如用全息曝光法则可制做正弦透射率光栅.透射光栅和反射光栅常作为色散元件来分离不同波长的谱线,主要用在光谱仪上,利用穿透吸收光谱、荧光光谱或拉曼光谱来分析物质组成.( 4)按面形分,有平面光栅、凹面光栅、凸光栅、柱镜光栅等;凹面光栅有色散和成像功能,用于真空紫外摄谱仪、直读光谱仪.普通的凹面光栅仅靠面形就能达到很好的消像差效果, 如果改变光栅刻槽(间距、曲率)和基底面形, 则还可提高光栅的分辨力.采用凸光栅的成像光谱仪、摄像机能够提供空间和光谱畸变基本为零的光谱图像.柱镜光栅是一片由众多平行排列的接近半球形条纹组成的多面体, 用柱镜光栅成像法可进行立体印刷制作立体画.( 5)按周期维数及组合情况分, 有一维光栅、二维光栅、三维光栅、复合光栅、多重光栅等;一维光栅是一个方向上具有周期结构的光栅.二维光栅是两个方向上具有周期结构的光栅,例如正交光栅、仿生昆虫复眼的眼睛光栅就构成了二维光栅结构.三维光栅是三维空间的周期函数,劳厄在 1913年提出晶体内原子是有规则排列的,可当作 X射线的三维光栅, 因此三维光梵有时也称为晶体光栅.多重体全息光栅是在用一个记录介质的同一位置采用角度与波长混合复用的方法记录多个光栅, 它们对相应波长的光具有光谱色散功能,可以制作波分复用及解复用器件.复合光栅由两组光栅叠加形成,在联合变换相关识别系统中, 可作为微分滤波器.( 6)按槽形分(主要指闪耀光栅) ,有三角形光栅、台阶光栅 (阶梯光栅)、矩形光栅等;闪耀光栅也称为定向光栅, 选择适当入射角,可使所需的波长及其邻近波段的绝大部分(达 70 % )的光能量集中到预定的同一衍射级次上,衍射效率也很高。
这种集中光能量的性质称为闪耀.一般为三角形闪耀光栅，但制作难度大、成本高.20世纪 80年代后期以来出现的利用二元光学方法所制作的光栅表面往往呈台阶状, 称为台阶光栅,具有制作成本低、质量好的优点,人们用这种阶梯光栅逼近三角形闪耀光栅.此外还有矩形光栅、梯形光栅等形状的光栅.闪耀光栅都是反射光栅.( 7)按衍射理论分,有振幅光栅、相位光栅等;相位光栅和振幅光栅的称谓来源于经典的标量光栅理论,当光栅周期长、刻槽浅时, 对经光栅反射和透射后的光波的相位或振幅按照光栅的复数反射率和透射率分别加以调制,则称为相位或振幅光栅.正弦型光栅和黑白光栅都属于振幅光栅.体光栅、超声光栅、很多二元光栅都属于相位光栅.出并设计的一种具有特殊孔径函数的二值相位光栅,具有光斑阵列光强均匀等优点, 作为一种常用的分束器件或阵列发生器, 在光互连、光通信、光计算和多重成像等领域已广泛应用, 可采用二元光学工艺来制作.琅奇光栅是一种占空比 (周期与透光缝宽之比) 为 2的光栅. 如果 Ronch i光栅制作在不透明介质上,并且刻透,则是一种黑白透射光栅,属于振幅型 Ronch i光栅. 如果光栅制作在透明介质上,控制占空比为 2 , 刻槽深度满足一定要求, 此时的光栅即为位相型 Ronch i光栅.( 8)按使用波长分, 有紫外光栅、红外光栅、可见光栅、 x射线光栅、飞秒激光光栅等;此外，还可以按照尺寸，应用领域，形状，间距变化情况，折射率调制方式制作方法，等给光栅分类.3 光栅的基本性质光栅主要有四个基本性质:色散、偏振、分束和相位匹配.光栅的色散是指光栅能够将相同入射条件下的不同波长的光衍射到不同的方向, 它使得光栅取代棱镜成为光谱仪器中的核心元件.光栅的分束特性是指光栅能够将一束入射单色光分成多束出射光的本领.应用领域有光耦合、光通讯、光互连、光计算、均匀照明等.光栅的偏振性是指基于严格耦合波理论在共振区域设计出消色散波片光栅,可以被用来做偏振器、1 /2波片、1 /4波片和位相补偿器等.光栅的相位匹配性质是指光栅具有的将两个传播常数不同的波耦合起来的本领. 最明显的例子是光栅波导耦合器,它能将一束在自由空间传播的光束耦合到光波导中. 当光栅的特征尺寸远大于波长并且刻槽较浅时,采用标量衍射理论分析就足够精确;而当光栅的特征尺寸接近或小于波长,即达到亚波长结构时,必须采用严格的矢量衍射理论分析衍射场的相关特性.二.测量原理根据衍射原理, 当入射光以入射角 α经过透射光栅衍射后, 由透镜会聚, 形成干涉条纹. 其衍射光束、 波长及入射光束之间满足光栅方程：()λαϕm d =±sin sin （m=0,1,2，……） (1)其中, λ表示波长, d 表示光栅常数, α表示入射角, ϕ表示衍射角, m 表示衍射光谱的级次,‘+’号表示衍射光线和入射光线在光栅表面法线的同侧, ‘-’ 号表示衍射光线和入射光线在光栅表面法线的异侧.由光栅衍射方程可知:若光栅常数是常量,则对于每一个确定的波长和衍射光谱级次来说, 衍射角仅取决于入射角, 入射角改变必然引起衍射角的变化. 平行光以和光栅法线夹角α 斜入射光栅,如图1 所示,以第一级主极大为例, 当 1=m 时,1ϕ和2ϕ分别是光栅法线两侧的衍射线与法线的夹角;1X 、2X 分别是零级光谱位置和1级光谱位置. 根据光栅方程, 则有,sin sin 1d λαϕ=+d λαϕ=-sin sin 2两式相加得：d λϕϕ2sin sin 21=+ 由于零级衍射光线和入射光线在同一条直线上，设零级光谱与1级光谱之间的夹角分别是'1ϕ，'2ϕ ；则αϕϕ+=1'1；αϕϕ+=2'2。