1、光柵介紹

衍射光柵定義：能對入射光波的振幅或相位進行空間周期性調制，或對振幅和相位同時進行空間周期性調制的光學元件稱為衍射光柵。

光柵的分光作用：衍射光柵的夫瑯和費衍射圖樣又稱作光柵光譜，它是在焦面上一條條又細又亮的條紋，這些條紋的位置隨照明波長而變。因此包括有不同波長的復色光波經過光柵后，其中每一種波長都形成各自一套條紋，且彼此分開一定距離，借此可以區分出照明光波的光譜組成。

衍射光柵的種類：光柵的分類方法也不盡相同。按照工作方式可以分為透射型和反射型；按光柵的制作方式又可以分為機刻光柵、復制光柵以及全息光柵等等。光纖光譜儀中用到的光柵主要包括反射式閃耀刻線光柵、反射式全息光柵、體相位全息光柵（VPH）。

2、反射式閃耀刻線光柵

反射式閃耀刻線光柵的刻槽面與光柵面不平行，兩者之間有一個夾角γ（稱為閃耀角），從而使單縫衍射的中央極大和縫間干涉零級主極大分開，將光能量從干涉零級主極大，轉移并集中到某一級光譜上去（一般1級），實現該級光譜的閃耀。閃耀光柵比普通刻線光柵衍射效率更高。

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3、反射式全息光柵

反射式全息光柵通常將光敏材料曝光在兩束干涉激光束下而制成，一般在光學穩定的平玻璃坯件上涂上一層給定型厚度的光致抗蝕劑或其他光敏材料的涂層。由激光器發生兩束相干光束，使其在涂層上產生一系列均勻的干涉條紋，則光敏物質被感光。然后用特種溶劑溶蝕掉被感光部分，即在蝕層上獲得干涉條紋的全息像。雖然閃耀光柵在設計波長下效率很高，但是它們存在周期性誤差，比如重影以及相對較多的散射光，從而可能對敏感測量產生負面影響。而全息光柵經過專門設計，減少或消除了這些誤差。

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鑒知SR系列光纖光譜儀包含紫外光譜儀/可見光譜儀/近紅外光譜儀，其中1800線以上多采用反射式全息光柵，全息光柵分辨率高，沒有鬼線，雜散光小，可消除機刻光柵的固有缺點。

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4、體相位全息光柵（VPH）

體相位全息光柵(Volume phase holographic,簡稱VPH)是將高、低折射率區域的周期性結構全息成像到密封在兩個光學窗口之間的重鉻酸鹽明膠（DCG）中制成的。每一個光柵都是原始的，不是復制的，極大地提高了產品的一致性。由于DCG薄膜要密封在兩片玻璃基底之間可以防止材料降解，同時阻止外界觸碰到光柵細縫，因此VPH光柵具有高耐用性和長壽命，而且相比其它很容易受損傷的光柵更方便維護。

VPH光柵在200~300nm的帶寬范圍內衍射效率平緩，可實現大于80%的衍射效率，在單波長下甚至可達99%，而且對偏振的影響不敏感。VPH光柵超高的衍射效率帶給光譜儀超高的靈敏度。

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鑒知ST系列透射光譜儀包含532/785/830/1064nm拉曼光譜儀以及OCT系列光譜儀，透射光譜儀均采用VPH光柵，搭配科研級相機使透射系列光譜儀均具有超高的靈敏度。

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5、總結

采用不同種類光柵的光譜儀有不同的特點，主要在衍射效率、閃耀波長、雜散光、分辨能力、偏振相關方面有不同。

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