衍射光栅(diffractiongrating)
一种由密集﹑等间距平行刻线构成的光学器件。分反射和透射两大类。它利用多缝衍射和干涉作用﹐将射到光栅上的光束按波长的不同进行色散﹐再经成像镜聚焦而形成光谱。天文仪器中应用较多的是反射光栅﹐它的基底是低膨胀系数的玻璃或熔石英﹐上面镀铝﹐然后把平行线刻在铝膜上。图为高倍率放大的光栅刻槽面形状﹐光栅色散可用方程m=C(sini+sin)描述﹐式中i为入射角﹐取正值﹐为衍射角。当衍射光与入射光在光栅法线同一侧为正﹐反之为负﹔C为光栅常数﹐为一个整数。当入射角i给定时﹐对于满足光栅方程的每个m值﹐都有相应的级光谱﹐每个波长的光能量分散在诸光谱级中。现代刻制光栅的技术﹐能使所有刻卟劢孛婢哂邢嗤?末p严格规定的形状和尺寸。选择适当入射角﹐可使所需的波长及其邻近波段的绝大部分(达70％)的光能量集中到预定的光谱级中。这种集中光能量的性质称为“闪耀”。起衍射作用的刻线槽面与光栅面的夹角β﹐称为闪耀角。具有这种性质的光栅称为闪耀光栅或定向光栅。另一方面﹐满足=……的不同光谱级次的谱线﹐在焦面上重迭。同所需谱线重迭的其他谱线﹐一般用有色玻璃隔去。光栅角色散﹐理论分辨本领R=λ/δλ=mN。此处δλ为可分辨的最小光谱单元宽度﹐N为刻线总数。
衍射光栅的精度要求极高﹐很难制造﹐但其性能稳定﹐分辨率高﹐角色散高而且随波长的变化小﹐所以在各种光谱仪器中得到广泛应用。天文光学仪器应用的光栅主要有﹕平面反射光栅﹕刻线密度一般每毫米300～1﹐500线﹐最常用的是每毫米600线﹐光谱级m≦5。折轴恒星摄谱仪要求尽可能高的聚光能力﹐光栅面积愈大愈好﹐在低光谱级次工作。而太阳摄谱仪要求高色散和高分辨率﹐使用较高的光谱级次。目前使用有效的光栅刻线面的宽度在200～300毫米﹐最大可达600毫米。中阶梯光栅﹕是刻线密度较低的平面反射光栅﹐最常用的刻线密度是每毫米79线﹐具有较好的定向性能﹐闪耀角通常取为63°26′﹐工作于高光谱级次(m≒40)。利用色散方向与它垂直的平面光栅分开重迭级次﹐可以得到二维结构的光谱图﹐应用到像管摄谱仪十分有利。由于中阶梯光栅的角色散是平面光栅的二倍或更多﹐因此使用它的摄谱仪结构紧凑。透射光栅﹕用作物端光栅。如将透射光栅刻制在棱镜斜面上﹐即成非物端光栅﹐多用于大望远镜。
相关公式：d"sinθ=n"λ
其中d为为两狭缝之间的间距,θ为衍射角度，n为光栅级数，λ为波长。