如图6‐12所示，主光栅比指示光栅长得多，主光栅与指示光栅之间的距离为d，d可根据光栅的栅距来选择，对于每毫米25～100线的黑白光栅，指示光栅应置于主光栅的“费涅耳第一焦面上”，即d=W2/λ
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式中，W为光栅栅距;λ为有效光的波长;d为两光栅的距离。
主光栅和指示光栅在平行光的照射下，形成莫尔条纹。主光栅是光栅测量装置中的主要部件，整个测量装置的精度主要由主光栅的精度来决定。光源和聚光镜组成照明系统，光源放在聚光镜的焦平面上，光线经聚光镜成平行光投向光栅。光源主要有白炽灯的普通光源和砷化镓为主的固态光源。白炽灯的普通光源有较大的输出功率，较高的工作范围，而且价格便宜。
但存在着辐射热量大、体积大和不易小型化等弱点，故而应用越来越少。砷化镓发光二极管有很高的转换效率，而且功耗低，散热少，体积小，近年来应用较为普遍。光电元件有光电池和光敏晶体管。它是把光栅形成的莫尔条纹的明暗强弱变化转换为电量输出。一般情况，光敏元件的输出都不是很大，需要同放大器、整形器一起将信号变为要求的输出波形。