透射式衍射光柵是一種利用多縫衍射和干涉原理對入射光進行色散(即分解為不同波長成分)的光學元件。其核心結(jié)構(gòu)是在透明基底(如玻璃)上刻制大量等寬、等距、平行的狹縫，未刻痕區(qū)域允許光透過，而刻痕區(qū)域則阻擋或散射光。
透射式衍射光柵的本質(zhì)，是在透明基底(通常為光學玻璃)上，刻制出大量等寬、等間距、平行排列的狹縫，其中刻線區(qū)域為不透光或弱透光結(jié)構(gòu)，相鄰刻線之間的透明部分則構(gòu)成透光狹縫，這些狹縫的排列規(guī)律直接決定了光柵的光學性能。
當平行單色光垂直入射到光柵表面時，光線會透過每一條狹縫發(fā)生衍射，同時，不同狹縫透射出的衍射光之間會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象——這便是光柵衍射的核心邏輯，即“單縫衍射調(diào)制多縫干涉”。
若入射光為復合光(如白光)，由于不同波長的光衍射角不同，除中央明紋仍為白色外，其他各級明紋會按波長由短到長的順序，從中央向外側(cè)依次分離，形成按波長排列的譜線，這就是光柵光譜。光柵光譜的形成，讓透射式衍射光柵具備了“分光”能力，這也是其在光譜分析領(lǐng)域應(yīng)用的核心基礎(chǔ)。
根據(jù)制備工藝與結(jié)構(gòu)差異，透射式衍射光柵可分為四類，各自具備優(yōu)勢與適用場景：
1. 刻劃光柵：通過精密刻劃機直接在基底表面刻制刻線，優(yōu)點是衍射波長范圍寬，適用于多種光譜場景，但存在周期性誤差，易產(chǎn)生(額外的偽譜線)，影響測量精度。
2. 全息光柵：通過激光干涉曝光、化學刻蝕工藝制備，刻線均勻性好、無鬼線、雜散光低，分光精度高，是光譜分析、激光技術(shù)等領(lǐng)域的選擇類型。
3. 階梯光柵：刻線間距大、刻線深度高，工作在高衍射級次，具備很高的分辨率，主要用于高分辨率光譜儀，滿足精密測量需求。
4. 凹面透射光柵：基底為凹球面，兼具分光與聚焦功能，無需額外透鏡即可實現(xiàn)光的色散與匯聚，可簡化光學系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，適用于小型光譜儀等緊湊式設(shè)備。
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