階梯光柵的特別注意事項

光柵方程: 一般光柵方程如下： nλ = d（sin θ + sin θ'）其中n是衍射級次，λ是衍射波長，d是光柵常數(shù)（兩個刻槽間的距離）θ是入射角，θ'是衍射角

自由光譜范圍: 自由光譜范圍是指沒有和相鄰衍射級次發(fā)生干涉（重疊）時的級次的zui大帶寬。自由光譜范圍隨著光柵間距的減小而增加，隨著級次的增加而較小。如果λ1，λ2分別是感興趣的波長下限和上限，那么：

自由光譜范圍=λ2 - λ1 = λ1/n

階梯光柵的使用: 階梯光柵*的衍射角度將能量集中在高級次上。zui簡單的情況是光束以0°角入射到光柵上，光柵方程簡化為nλ = d sin θ'，解方程得：

sin θ' = nλ / d

由此推論，在高階中，兩個波長之間的角距離變得更大。想象一下有兩條線，一條為600 納米，另一條為605 納米，入射到31.6線/ 毫米的光柵上。從上面的方程可以得到，在N=1時角距離為0.009 °，但在N=40時角距離為0.6 °。缺點就是自由光譜范圍的降低，從630納米（630 納米/1）降至15.8納米（630 納米/40）。通常，配合使用分光棱鏡和階梯光柵進(jìn)行級次分離。

刻線式衍射光柵

 

全息

 

中階梯光柵

 

 

UV透射光柵

 

透射率可變光柵

 

近紅外透射型光柵

300納米閃耀波長

Zoom   Item # Grooves/mm Blaze Angle Dispersion （nm/mrad） Size （mm） Efficiency Curves* 300 nm Blaze Wavelength GR25-0303 300 2° 34' 3.33 25 x 25 GR50-0603 600 5° 9' 1.67 50 x 50 GR13-1203 1200 10° 22' 0.82 12.7 x 12.7 *所有光柵都是在Littrow結(jié)構(gòu)下測量的；所有光柵鍍有鋁（Al）反射膜。平行的偏振平行于光柵槽。

400納米閃耀波長

Zoom   Item # Grooves/mm Blaze Angle Dispersion （nm/mrad） Size （mm） Efficiency Curves* 400 nm Blaze Wavelength GR25-1204 1200 13° 53' 0.81 25 x 25 GR50-1204 1200 13° 53' 0.81 50 x 50 *所有光柵都是在Littrow結(jié)構(gòu)下測量的；所有光柵鍍有鋁（Al）反射膜。平行的偏振平行于光柵槽。

500納米閃耀波長

Zoom   Item # Grooves/mm Blaze Angle Dispersion （nm/mrad） Size （mm） Efficiency Curves* 500 nm Blaze Wavelength GR13-0305 300 4° 18' 3.32 12.7 x 12.7 GR25-0305 300 4° 18' 3.32 25 x 25 GR50-0305 300 4° 18' 3.32 50 x 50 GR13-0605 600 8° 37' 1.65 12.7 x 12.7 GR25-0605 600 8° 37' 1.65 25 x 25 GR50-0605 600 8° 37' 1.65 50 x 50 GR13-1205 1200 17° 27' 0.80 12.7 x 12.7 GR25-1205 1200 17° 27' 0.80 25 x 25 GR50-1205 1200 17° 27' 0.80 50 x 50 GR13-1850 1800 26° 44' 0.50 12.7 x 12.7 GR25-1850 1800 26° 44' 0.50 25 x 25 GR50-1850 1800 26° 44' 0.50 50 x 50 *所有光柵都是在Littrow結(jié)構(gòu)下測量的；所有光柵鍍有鋁（Al）反射膜。平行的偏振平行于光柵槽。

750納米閃耀波長

Zoom   Item # Grooves/mm Blaze Angle Dispersion （nm/mrad） Size （mm） Efficiency Curves* 750 nm Blaze Wavelength GR13-0608 600 13° 0' 1.62 12.7 x 12.7 GR25-0608 600 13° 0' 1.62 25 x 25 GR50-0608 600 13° 0' 1.62 50 x 50 GR13-1208 1200 26° 44' 0.74 12.7 x 12.7 GR25-1208 1200 26° 44' 0.74 25 x 25 GR50-1208 1200 26° 44' 0.74 50 x 50 *所有光柵都是在Littrow結(jié)構(gòu)下測量的；所有光柵鍍有鋁（Al）反射膜。平行的偏振平行于光柵槽。

1微米閃耀波長

Zoom   Item # Grooves/mm Blaze Angle Dispersion （nm/mrad） Size （mm） Efficiency Curves* 1 µm Blaze Wavelength GR13-0310 300 8° 36' 3.30 12.7 x 12.7 GR25-0310 300 8° 36' 3.30 25 x 25 GR50-0310 300 8° 36' 3.30 50 x 50 GR13-0610 600 17° 27' 1.59 12.7 x 12.7 GR25-0610 600 17° 27' 1.59 25 x 25 GR50-0610 600 17° 27' 1.59 50 x 50 GR13-1210 1200 36° 52' 0.67 12.7 x 12.7 GR25-1210 1200 36° 52' 0.67 25 x 25 GR50-1210 1200 36° 52' 0.67 50 x 50 *所有光柵都是在Littrow結(jié)構(gòu)下測量的；所有光柵鍍有鋁（Al）反射膜。平行的偏振平行于光柵槽。

10.6微米閃耀波長

Zoom   Item # Grooves/mm Blaze Angle Dispersion （nm/mrad） Size （mm） Efficiency Curves* 10.6 µm Blaze Wavelength GR1325-07106 75 21° 12.3 12.5 x 25 GR2550-07106 75 21° 12.3 25 x 50 GR1325-10106 100 27° 8.5 12.5 x 25 GR2550-10106 100 27° 8.5 25 x 50 GR1325-15106 150 35° 4.2 12.5 x 25 GR2550-15106 150 35° 4.2 25 x 50 *所有光柵都是在Littrow結(jié)構(gòu)下測量的；所有光柵鍍有鋁（Al）反射膜。平行的偏振平行于光柵槽。

反射式全息光柵

特性

• 峰值波長下效率可達(dá)45％至65％
• 優(yōu)化了在紫外光譜、可見光譜下的性能
• 不依賴于入射角
• 基底材質(zhì)：Borofloat玻璃
• 三種尺寸規(guī)格：12.7x12.7x6.0mm，25x25x6.0mm以及50x50x9.5mm

Thorlabs提供三種反射光柵:

刻線光柵

刻線光柵由于其閃耀角，可以達(dá)到比全息光柵更高的效率。它們是以光柵閃耀角為中心的應(yīng)用的理想選擇。Thorlabs提供各種尺寸和閃耀角的刻劃光柵。

全息光柵

全息光柵有較低的周期錯誤，基本消除了刻劃光柵無法避免的鬼線。這些光柵的低雜散光特性讓其成為需要高信噪比應(yīng)用的理想選擇，例如拉曼光譜儀。

階梯光柵

階梯光柵是為高階應(yīng)用設(shè)計的低周期光柵。它通常配合另一個光柵或棱鏡一起使用，實現(xiàn)重疊衍射級次的分離。是高分辨率光譜學(xué)應(yīng)用的理想選擇。

 

Thorlabs提供三種透射光柵：

紫外透射光柵

關(guān)于透射光柵，Thorlabs的紫外透射光柵使入射光束在光柵背面以固定角度發(fā)生色散。它們是在紫外范圍內(nèi)有*效率的刻劃和閃耀光柵，偏振不敏感，具有與紫外反射光柵相當(dāng)?shù)男?。它們是需要固定光柵?yīng)用的理想選擇，例如光譜儀。

可見光透射光柵

關(guān)于透射光柵，Thorlabs的可見光透射光柵使入射光束在光柵背面以固定角度發(fā)生色散。它們是在可見光范圍內(nèi)有*效率的刻劃和閃耀光柵，偏振不敏感，具有與可見光反射光柵相當(dāng)?shù)男?。它們是需要固定光柵?yīng)用的理想選擇，例如光譜儀。

近紅外透射光柵

關(guān)于透射光柵，Thorlabs的近紅外透射光柵使入射光束在光柵背面以固定角度發(fā)生色散。它們是在近紅外范圍內(nèi)有*效率的刻劃和閃耀光柵，偏振不敏感，具有與近紅外反射光柵相當(dāng)?shù)男?。它們是需要固定光柵?yīng)用的理想選擇，例如光譜儀。

 

選擇光柵需要考慮很多因素，下面列舉了一些：

效率：
通常，刻劃光柵比全息光柵具有更高的衍射效率。然而，全息光柵由于其刻槽的制備方法，其表面效率變化很小。熒光激發(fā)和其它輻射誘導(dǎo)反應(yīng)方面的應(yīng)用可能需要刻劃光柵。

閃耀波長：
刻劃光柵通過有序的蝕刻光柵基底表面形成，帶有鋸齒型槽光柵剖面。因此在閃耀波長附近有相對尖銳的峰。而全息光柵很難閃耀，其正弦曲線狀的槽使其在特定波長的光譜響應(yīng)不那么尖銳。窄帶范圍內(nèi)的相關(guān)應(yīng)用更適合選用刻劃光柵。

波長范圍：
光柵的光譜范圍取決于槽間距，并且對于光柵常數(shù)相同的刻劃光柵和全息光柵，其光譜范圍相同。根據(jù)經(jīng)驗，光柵的一級效率從0.66λB到1.5λB降低50% ，其中λB是閃耀波長。注意：沒有光柵可以衍射波長大于槽間距2倍的光。

雜散光：
由于光柵制作方法的不同，全系光柵相比于刻劃光柵，其雜散光更低?？虅澒鈻诺目滩凼菣C(jī)械制作，因此有更高的錯誤率。全息光柵一次成型，基本沒有失誤。對于像拉曼光譜儀這種對信噪比要求很高的應(yīng)用，全息光柵固有的低雜散光具有很大的優(yōu)勢

分辨率：
光柵的分辨率是指其具有的在空間上分開兩個波長的能力。它是采用瑞利判據(jù)決定衍射極大值；當(dāng)一個波長的zui大值與第二波長的zui小值重合時，認(rèn)為兩個波長是分開的。分辨率（R）是由R=λ/Δλ= nN定義的，其中Δλ是可分辨的波長差，n為衍射級次，N是刻線數(shù)。

Thorlabs提供一系列專為需要高信噪比的應(yīng)用而優(yōu)化設(shè)計的全息。全息光柵具有雜散光少的特點，基本消除了刻線光柵所無法避免的鬼線，使其成為拉曼光譜學(xué)等需要高信噪比的應(yīng)用的理想解決方案。我們的全息光柵對紫外光譜和可見光譜段的性能進(jìn)行了優(yōu)化，并有刻線密度從600線/mm到3600線/mm不等的三種不同尺寸規(guī)格。三種尺寸分別是12.7x12.7x6.0mm，25x25x6.0mm以及50x50x9.5mm，尺寸公差±0.5mm。