透射式光栅结构和工作原理

  仪器网 ·  2012-11-23 08:51  ·  45956 次点击
光栅的基本元件是主光栅和指示光栅。它们是在一块长条形光学玻璃上、均匀刻上许多明暗相间、宽度相等的刻线,如图11-1(a)所示。常用的光栅每毫米有10、25、50、100和250条线。主光栅的刻线一般比指示光栅长。若划线宽度为a,缝隙宽度为b,则w=a+b为光栅节距或栅距。通常取a=b=W/2。
若将两块光栅(主光栅、指示光栅)叠合在一起,并且使它们的刻线之间成一个很小的角度θ,如图11-1(b)所示。由于遮光效应,两块光栅的刻线相交处形成亮带,而在一块光栅的刻线与另一块光栅的缝隙相交处形成暗带,在与光栅刻线垂直的方向,将出现明暗相间的条纹,这些条纹就称为莫尔条纹。
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如果改变θ角,两条莫尔条纹问的距离B也随之变化。由图11-1(b)可知,条纹间距B与栅距W和夹角θ有如下关系:
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莫尔条纹与两光栅到线的夹角θ的平分线EF近似垂直,如图(b)所示。省两块光栅沿着垂立于刻线方向相对移动时,莫尔条纹将沿着刻线方向移动,光栅移动—个节距W.莫尔条纹也移动个个间距B。
从式(11-1)可知,θ超小,B越大,使得B》W,即莫尔现象有使栅距放大舵作用,因此.读出莫尔条纹的数BLL读光栅刻线要方便得多。通过光栅栅距的位移和莫尔条纹的对应关系,就可以容易地测量莫尔条纹移动数,获取小于光栅栅距的微小位移量。
透射式圆盘光栅如图11-2(a)所示。光栅盘内足一个定位团(Φ=42mm),圆光栅上每根刻线都通过圆心,W为节距(见图11-2的A放大图)。同样,取a=5=W/2,两条相邻刻线的夹伯称为角距离。通常在圆盘上刻有1080-64800条线。将两块具有相同栅距W的圆光栅叠合在一起,仗义圆心O和O'之间保持很小的偏差量c.于是光栅各个部分的夹角θ将不同,便形成了不同曲率半径的圆弧莫尔条纹,如图11-2(b)所示。
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