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二次元影像儀中光柵尺的一些基礎知識

作者:牧象儀器 來源:www.qwh12.com 時間:2017-08-04 09:25

光柵尺作為記錄工作臺移動距離的光學計數尺,在二次元影像儀中至關重要,其性能的好壞直接決定了整個測量系統的性能的好壞,為幫助大家更好的選擇和了解光柵尺,下面我們會對光柵尺做一個詳細的分析介紹:
1、二次元影像儀光柵尺分為刻劃光柵、復制光柵、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械刻劃而成;
 
3、復制光柵是用母光柵復制而成;
 
4、典型刻劃光柵和復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,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的刻槽,一系列平行刻槽的間隔與波長相當,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生衍射和干涉。對某波長,在大多數方向消失,只在一定的有限方向出現,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極大值:
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。
 
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儀光柵尺,選擇光柵尺主要考慮如下因素:
刻槽密度:刻槽密度G=1/d,d是刻槽間隔,單位為mm。
 
閃耀波長:閃耀波長為光柵尺最大衍射效率點,因此選擇光柵時應盡量選擇閃耀波長在實際需要波長附近。如實際應用在可見光范圍,可選擇閃耀波長為500nm。
 
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