什么平面光栅？平面光栅是一种精密的光学玻璃元件。简单来说平面光栅是在一块很平的玻璃上，刻画出一系列等距且平行刻痕或斜槽，形成一种栅格状的物体。平面光栅一般有两种，一种是透射式光栅，它们两条刻痕之间有缝隙可以透光，而刻痕是不能透光的；另一种是反射式光栅，其刻画的是平行的斜槽，可以对光产生干涉现象，如下图。一般光学仪器采用平面光栅，其刻痕或者是斜槽之间的间距为10nm，当然，刻痕之间的距离越小，其应用行业越有限。

 

平面光栅工作原理

 

平面光栅的主要作用是什么？

平面光栅的主要作用是用于光谱分析和光波长的相关测量方面，例如一些光学测量仪器会应用到平面光栅。分光是什么意思呢？分光是指利用光的色散现象，将波长范围很宽的复合光分散开来，成为许多波长范围狭小的“单色光”，我们知道光是一种波，将光分散后会形成一个光谱。在分光测色仪这种类型的仪器上，平面光栅将复合光分成更细致的单色光，其作用和凹面光栅基本一致。

 

平面光栅和凹面光栅区别有哪些？

1、刻画材料不同。凹面光栅一般是通过金属材料进行刻画的，而平面光栅通常是采用玻璃刻画。

2、材料形状不同。凹面光栅是将狭缝光源和凹面光栅放置在同一圆周上，且该圆的直径等于凹面光栅的曲率半径，可得到很锐的细光谱线，该圆称为罗兰圆。而平面光栅是非常平的一个平面上刻画的。相对来说，凹面光栅要求的技术条件更难，而平面光栅刻画相对更简单些。

3、分光效果不同。光栅分光不受材料透过率限制，可以在全光谱中应用，光栅的分辨率比棱镜好。而凹面光栅的效果比平面光栅的效果要更好一些。

4、主要应用不同。目前大多数凹面光栅都应用于仪器的分光，可以对各种光学参数进行更准确的测量，而平面光栅主要用于光谱分析。

 

在仪器测量行业，分光光栅刻痕之间要求平行、等宽等距，其间距通常为10nm。这里说明下，间距为10nm，不代表不能做到更小。如果有些用户有更高的分光光谱需求，可以做到5nm或者是更低。大多数光学仪器分光的光谱范围为400-700nm，如果仪器参数中的测量波长间隔为10nm，则表示在需要测量的300nm波长可见光的范围内，对凹面材料进行进行了30次划分，即相当于将这个可见光光谱分成30个不同的波。其实，不管是密度仪、雾度仪还是其他光学类仪器，波长间隔10nm对于需要使用光学仪器的测量行业使用中，其测量的精度要求已经足够了，如果想要测量精度更高的波长间隔5nm，除非是类似精度要求非常高的高科技实验室、或者是较大的科学技术研究机构，才会对测量波长间隔要求更小。通常光学仪器厂家面对的用户，是具有较大行业需求数量的用户，这也是一些定制设备或者用户需求量少的仪器价格贵的原因之一。

 

 

如上图，光学分辨率10nm，意味光学仪器中的标样反射率可以以间隔10nm的差值进行切换，从而可以在仪器显示屏上显示出你所需要的标样透射率光谱图界面。