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光柵光譜儀的應用及裝置構造

  光柵光譜儀，是將成分復雜的光分解為光譜線的科學儀器。通過光譜儀對光信息的抓取、以照相底片顯影，或電腦化自動顯示數值儀器顯示和分析，從而測知物品中含有何種元素。光柵光譜儀被廣泛應用于顏色測量、化學成份的濃度測量或輻射度學分析、膜厚測量、氣體成分分析等領域中。

光柵作為重要的分光器件，它的選擇與性能直接影響整個系統性能。為更好協助各位使用者選擇，在此做一簡要介紹。

光柵分為刻劃光柵、復制光柵、全息光柵等。刻劃光柵是用鉆石刻刀在涂薄金屬表面機械刻劃而成；復制光柵是用母光柵復制而成。典型刻劃光柵和復制光柵的刻槽是三角形。全息光柵是由激光干涉條紋光刻而成。全息光柵通常包括正弦刻槽。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。

在曲率半徑為R的凹面反射光柵的主截面上(即通過光柵中心而垂直于光柵刻線的平面)，存在一個直徑為R的圓。當狹縫和光柵都在這個圓上時，則這個圓就是狹縫衍象焦點的軌跡。這個圓稱為羅蘭(Rowland)圓，這時凹面光柵同時起到準直與聚焦的作用。

  光柵方程同樣也適用于凹面光柵：d(sinα+sinβ)=ml (m=0，±1，±2……)

  但式中光柵常數d并不是光柵刻線間的距離d’，而是d’在弦上的投影，即d=d’cosα。在凹面光柵表面上，刻線是不等距離的，而光柵圓弧所對應的弦上是等距離的。由于凹面光柵曲率半徑比羅蘭圓大一倍，所以必須保證凹面光柵的中點與羅蘭圓相切，其他各點對稱地偏離羅蘭圓。