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衍射光栅:衍射光栅的简介

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  • 发布时间:2021-04-09 15:01
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【概要描述】衍射光栅是光栅的一种。它通过有规律的结构,使入射光的振幅或相位(或两者同时)受到周期性空间调制。衍射光栅在光学上的重要应用是作为分光器件,常被用于单色仪和光谱仪上。实际应用的衍射光栅通常是在表面上有沟槽或刻痕的平板。这样的光栅可以是透射光栅或反射光栅。可以调制入射光的相位而不是振幅的衍射光栅也能生产。

衍射光栅:衍射光栅的简介

【概要描述】衍射光栅是光栅的一种。它通过有规律的结构,使入射光的振幅或相位(或两者同时)受到周期性空间调制。衍射光栅在光学上的重要应用是作为分光器件,常被用于单色仪和光谱仪上。实际应用的衍射光栅通常是在表面上有沟槽或刻痕的平板。这样的光栅可以是透射光栅或反射光栅。可以调制入射光的相位而不是振幅的衍射光栅也能生产。

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衍射光栅是光栅的一种。它通过有规律的结构,使入射光的振幅或相位(或两者同时)受到周期性空间调制。衍射光栅在光学上的重要应用是作为分光器件,常被用于单色仪和光谱仪上。

实际应用的衍射光栅通常是在表面上有沟槽或刻痕的平板。这样的光栅可以是透射光栅或反射光栅。可以调制入射光的相位而不是振幅的衍射光栅也能生产。

衍射光栅的原理是苏格兰数学家詹姆斯·格雷戈里发现的,发现时间大约在牛顿的棱镜实验的一年后。詹姆斯·格雷戈里大概是受到了光线透过鸟类羽毛的启发。公认在很早的人造光栅是德国物理学家夫琅禾费在1821年制成的,那是一个很简单的金属丝栅网。

一个理想的衍射光栅可以认为由一组等间距的无限长无限窄狭缝组成,狭缝之间的间距为d,称为光栅常数。当波长为λ的平面波垂直入射于光栅时,每条狭缝上的点都扮演了次波源的角色;从这些次波源发出的光线沿所有方向传播(即球面波)。由于狭缝为无限长,可以只考虑与狭缝垂直的平面上的情况,即把狭缝简化为该平面上的一排点。则在该平面上沿某一特定方向的光场是由从每条狭缝出射的光相干叠加而成的。在发生干涉时,由于从每条狭缝出射的光的在干涉点的相位都不同,它们之间会部分或全部抵消。然而,当从相邻两条狭缝出射的光线到达干涉点的光程差是光的波长的整数倍时,两束光线相位相同,就会发生干涉加强现象。

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