二次元影像測量儀光柵尺的基礎(chǔ)知識

來源：蘇州日井精密儀器有限公司 2021年01月13日 09:24

　　二次元影像測量儀光柵尺作為重要的分光器件，其性能直接影響整個系統(tǒng)性能，為更好協(xié)助用戶選擇，在此做一簡要介紹。

　　1、二次元影像測量儀光柵尺分為刻劃光柵、復(fù)制光柵、全息光柵等；

　　2、刻劃光柵是用鉆石刻刀在涂有金屬的表面上機(jī)械刻劃而成；

　　3、復(fù)制光柵是用母光柵復(fù)制而成；

　　4、典型刻劃光柵和復(fù)制光柵的刻槽是三角形；

　　5、全息光柵是由激光干涉條紋光刻而成，全息通常包括正弦刻槽，刻劃光柵具有衍射效率高的特點(diǎn)，全息光柵光譜范圍廣，雜散光低，且可作到高光譜分辨率。

　　光柵方程

　　反射式衍射光柵是在襯底上周期地刻劃很多微細(xì)的刻槽，一系列平行刻槽的間隔與波長相當(dāng)，光柵表面涂上一層高反射率金屬膜。光柵溝槽表面反射的輻射相互作用產(chǎn)生衍射和干涉。對某波長，在大多數(shù)方向消失，只在一定的有限方向出現(xiàn)，這些方向確定了衍射級次。

　　光柵刻槽垂直輻射入射平面，輻射與光柵法線入射角為α，衍射角為β，衍射級次為m，d為刻槽間距，在下述條件下得到干涉的大值：

　　mλ=d(sinα+sinβ)

　　定義φ為入射光線與衍射光線夾角的一半，即φ=(α-β)/2；θ為相對與零級光譜位置的光柵角，即θ=(α+β)/2,得到更方便的光柵方程：

　　mλ=2dcosφsinθ

　　從該光柵方程可看出：

　　對一給定方向β，可以有幾個波長與級次m相對應(yīng)λ滿足光柵方程。比如600nm的一級輻射和300nm的二級輻射、200nm的三級輻射有相同的衍射角。

　　衍射級次m可正可負(fù)。

　　對相同級次的多波長在不同的β分布開。

　　含多波長的輻射方向固定，旋轉(zhuǎn)光柵，改變α，則在α+β不變的方向得到不同的波長。

　　如何選擇二次元影像測量儀光柵尺

　　選擇光柵尺主要考慮如下因素：

　　刻槽密度G=1/D，D是考槽間隔，單位為MM。

　　閃耀波長

　　閃耀波長為光柵尺大衍射效率點(diǎn)，因此選擇光柵時應(yīng)盡量選擇閃耀波長在實(shí)際應(yīng)用在可見光范圍，可選擇閃耀波長為500nm。

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