基本介紹
- 中文名：中階梯光柵
- 外文名：echelle grating
- 又稱：反射式階梯光柵
- 性質：介於小階梯光柵和階梯光柵之間
- 特點：體積小、高色散、高解析度等
- 提出：1949年
提出,方程,性質,進展,
提出
Harrison於1949年提出了一種刻線密度比較小，利用其較少的線密度和較大的閃耀角工作在較高的閃耀級次，具有較高的解析度和色散率。此光柵的特性介於Michelson的階梯干涉（echelon）和Wood的閃耀小階梯光柵（echelette）之間，被稱作echelle，即中階梯光柵。利用中階梯光柵製作的光譜儀器具有體積小、高色散、高解析度等特點，代表了先進光譜技術的發展趨勢。
方程
中階梯光柵從某種角度來說是一種粗光柵，它的光柵常數較大，它的刻槽截面形狀是寬而深的直角（如上圖2-1），刻槽中角度較大的小斜平面是工作面。工作面與光柵平面的夾角即為閃耀角，因此具有較大的閃耀角θ，一般在63°以上，工作級次一般在30級以上，從這個角度來說它又相當於線密度為幾千線的光柵工作在一級，屬於高度精密的光柵。當一束平行複色光照射到中階梯光柵上，為了獲得高的衍射效率，光柵會在滿足李特洛條件下(入射角i等於衍射角φ等於閃耀角θ)使用，此時光柵方程可簡化為： mλ=2dsinθ
中階梯光柵結構圖
中階梯光柵結構圖m為衍射級次，λ為衍射波長，d為光柵常數，為衍射角；在李特洛安條件下由於，以下用θ表示。由此,我們便可推導有關光柵的工作級次、色散、閃耀角度等相關信息。
性質
例如當8～80條/mm刻線，60°～70°閃耀角，40～200級高光譜級次時，分辨本領大於106。普通閃耀光柵為105。但它每一級光譜區很窄，只有1～10nm。可用交叉色散法將這些上百級次的光譜分開。
進展
2016年11月11日，由中國科學院長春光學精密機械與物理研究所承擔的國家重大科研裝備研製項目“大型高精度衍射光柵刻劃系統的研製”通過驗收，並製造出世界最大面積中階梯光柵。這標誌著我國大面積高精度光柵製造中的相關技術達到國際領先水平。項目驗收組組長曹健林說，大型高精度光柵刻劃系統以及大面積中階梯光柵的研製成功，不僅打破了我國在該領域受制於人的局面，而且能幫助我國光譜儀器產業改變低端化現狀，提升拓展國際市場的能力。
