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二次元影像儀中光柵尺的一些基礎知識

作者：牧象儀器 來(lái)源：www.hhjpgp.com 時(shí)間：2017-08-04 09:25

光柵尺作為記錄工作臺移動(dòng)距離的光學(xué)計數尺，在二次元影像儀中至關(guān)重要，其性能的好壞直接決定了整個(gè)測量系統的性能的好壞，為幫助大家更好的選擇和了解光柵尺，下面我們會(huì )對光柵尺做一個(gè)詳細的分析介紹：
1、二次元影像儀光柵尺分為刻劃光柵、復制光柵、全息光柵等；
 
2、刻劃光柵是用鉆石刻刀在涂有金屬的表面上機械刻劃而成；
 
3、復制光柵是用母光柵復制而成；
 
4、典型刻劃光柵和復制光柵的刻槽是三角形；
 
5、全息光柵是由激光干涉條紋光刻而成，全息通常包括正弦刻槽，刻劃光柵具有衍射效率高的特點(diǎn)，全息光柵光譜范圍廣，雜散光低，且可作到高光譜分辨率。

光柵方程：
反射式衍射光柵是在襯底上周期地刻劃很多微細的刻槽，一系列平行刻槽的間隔與波長(cháng)相當，光柵表面涂上一層高反射率金屬膜。光柵溝槽表面反射的輻射相互作用產(chǎn)生衍射和干涉。對某波長(cháng)，在大多數方向消失，只在一定的有限方向出現，這些方向確定了衍射級次。
 
光柵刻槽垂直輻射入射平面，輻射與光柵法線(xiàn)入射角為α，衍射角為β，衍射級次為m，d為刻槽間距，在下述條件下得到干涉的極大值：
mλ=d（sinα+sinβ）；
 
定義φ為入射光線(xiàn)與衍射光線(xiàn)夾角的一半，即φ=(α-β)/2；θ為相對與零級光譜位置的光柵角，即θ=(α+β)/2,得到更方便的光柵方程：
mλ=2dcosφsinθ；
 
從該光柵方程可看出：
對一給定方向β，可以有幾個(gè)波長(cháng)與級次m相對應λ滿(mǎn)足光柵方程。比如600nm的一級輻射和300nm的二級輻射、200nm的三級輻射有相同的衍射角。衍射級次m可正可負。
 
對相同級次的多波長(cháng)在不同的β分布開(kāi)。含多波長(cháng)的輻射方向固定，旋轉光柵，改變α，則在α+β不變的方向得到不同的波長(cháng)。
 
如何選擇二次元影像儀光柵尺，選擇光柵尺主要考慮如下因素：
刻槽密度：刻槽密度G=1/d，d是刻槽間隔，單位為mm。
 
閃耀波長(cháng)：閃耀波長(cháng)為光柵尺最大衍射效率點(diǎn)，因此選擇光柵時(shí)應盡量選擇閃耀波長(cháng)在實(shí)際需要波長(cháng)附近。如實(shí)際應用在可見(jiàn)光范圍，可選擇閃耀波長(cháng)為500nm。
 

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