什麼是衍射光柵

一種由密集、等間距平行刻線構成的光學器件。分反射和透射兩大類。它利用多縫衍射和干涉作用，將射到光柵上的光束按波長的不同進行色散，再經成像鏡聚焦而形成光譜。天文儀器中應用較多的是反射光柵，它的基底是低膨脹係數的玻璃或熔石英，上面鍍鋁，然後把平行線刻在鋁膜上。圖爲高倍率放大的光柵刻槽面形狀，光柵色散可用方程mλ=C(sini+sin嗞)描述，式中i爲入射角，取正值，嗞爲衍射角。當衍射光與入射光在光柵法線同一側爲正，反之爲負；C爲光柵常數，m爲一個整數。當入射角i給定時，對於滿足光柵方程的每個m值，都有相應的m級光譜。每個波長的光能量分散在諸光譜級中。現代刻制光柵的技術，能使所有刻線槽截面具有相同的、嚴格規定的形狀和尺寸。選擇適當入射角，可使所需的波長及其鄰近波段的絕大部分(達70％)的光能量集中到預定的光譜級中。這種集中光能量的性質稱爲“閃耀”。起衍射作用的刻線槽面與光柵面的夾角β，稱爲閃耀角。具有這種性質的光柵稱爲閃耀光柵或定向光柵。另一方面，滿足m1λ1=m2λ2……的不同光譜級次的譜線，在焦面上重迭。同所需譜線重迭的其他譜線，一般用有色玻璃隔去。光柵角色散

衍射光柵的精度要求極高，很難製造，但其性能穩定，分辨率高，角色散高而且隨波長的變化小，所以在各種光譜儀器中得到廣泛應用。天文光學儀器應用的光柵主要有：

（1）平面反射光柵：刻線密度一般每毫米300～1，500線，最常用的是每毫米600線，光譜級m≤5。折軸恆星攝譜儀要求儘可能高的聚光能力，光柵面積愈大愈好，在低光譜級次工作。而太陽攝譜儀要求高色散和高分辨率，使用較高的光譜級次。目前使用有效的光柵刻線面的寬度在200～300毫米，最大可達600毫米。

（2）中階梯光柵：是刻線密度較低的平面反射光柵，最常用的刻線密度是每毫米79線，具有較好的定向性能，閃耀角通常取爲63°26＇，工作於高光譜級次(m≈40)。利用色散方向與它垂直的平面光柵分開重迭級次，可以得到二維結構的光譜圖，應用到像管攝譜儀十分有利。由於中階梯光柵的角色散是平面光柵的二倍或更多，因此使用它的攝譜儀結構緊湊。

（3）透射光柵：用作物端光柵。如將透射光柵刻制在棱鏡斜面上，即成非物端光柵，多用於大望遠鏡。

N. Carleton　ed.，Methods　of　Experimental Physics，Vol.12，Part A，Academic Press， New　York，1974.