阶梯光栅的特别注意事项

光栅方程: 一般光栅方程如下： nλ = d（sin θ + sin θ'）其中n是衍射级次，λ是衍射波长，d是光栅常数（两个刻槽间的距离）θ是入射角，θ'是衍射角

自由光谱范围: 自由光谱范围是指没有和相邻衍射级次发生干涉（重叠）时的级次的zui大带宽。自由光谱范围随着光栅间距的减小而增加，随着级次的增加而较小。如果λ1，λ2分别是感兴趣的波长下限和上限，那么：

自由光谱范围=λ2 - λ1 = λ1/n

阶梯光栅的使用: 阶梯光栅*的衍射角度将能量集中在高级次上。zui简单的情况是光束以0°角入射到光栅上，光栅方程简化为nλ = d sin θ'，解方程得：

sin θ' = nλ / d

由此推论，在高阶中，两个波长之间的角距离变得更大。想象一下有两条线，一条为600 纳米，另一条为605 纳米，入射到31.6线/ 毫米的光栅上。从上面的方程可以得到，在N=1时角距离为0.009 °，但在N=40时角距离为0.6 °。缺点就是自由光谱范围的降低，从630纳米（630 纳米/1）降至15.8纳米（630 纳米/40）。通常，配合使用分光棱镜和阶梯光栅进行级次分离。

刻线式衍射光栅

 

全息

 

中阶梯光栅

 

 

UV透射光栅

 

透射率可变光栅

 

近红外透射型光栅

300纳米闪耀波长

Zoom   Item # Grooves/mm Blaze Angle Dispersion （nm/mrad） Size （mm） Efficiency Curves* 300 nm Blaze Wavelength GR25-0303 300 2° 34' 3.33 25 x 25 GR50-0603 600 5° 9' 1.67 50 x 50 GR13-1203 1200 10° 22' 0.82 12.7 x 12.7 *所有光栅都是在Littrow结构下测量的；所有光栅镀有铝（Al）反射膜。平行的偏振平行于光栅槽。

400纳米闪耀波长

Zoom   Item # Grooves/mm Blaze Angle Dispersion （nm/mrad） Size （mm） Efficiency Curves* 400 nm Blaze Wavelength GR25-1204 1200 13° 53' 0.81 25 x 25 GR50-1204 1200 13° 53' 0.81 50 x 50 *所有光栅都是在Littrow结构下测量的；所有光栅镀有铝（Al）反射膜。平行的偏振平行于光栅槽。

500纳米闪耀波长

Zoom   Item # Grooves/mm Blaze Angle Dispersion （nm/mrad） Size （mm） Efficiency Curves* 500 nm Blaze Wavelength GR13-0305 300 4° 18' 3.32 12.7 x 12.7 GR25-0305 300 4° 18' 3.32 25 x 25 GR50-0305 300 4° 18' 3.32 50 x 50 GR13-0605 600 8° 37' 1.65 12.7 x 12.7 GR25-0605 600 8° 37' 1.65 25 x 25 GR50-0605 600 8° 37' 1.65 50 x 50 GR13-1205 1200 17° 27' 0.80 12.7 x 12.7 GR25-1205 1200 17° 27' 0.80 25 x 25 GR50-1205 1200 17° 27' 0.80 50 x 50 GR13-1850 1800 26° 44' 0.50 12.7 x 12.7 GR25-1850 1800 26° 44' 0.50 25 x 25 GR50-1850 1800 26° 44' 0.50 50 x 50 *所有光栅都是在Littrow结构下测量的；所有光栅镀有铝（Al）反射膜。平行的偏振平行于光栅槽。

750纳米闪耀波长

Zoom   Item # Grooves/mm Blaze Angle Dispersion （nm/mrad） Size （mm） Efficiency Curves* 750 nm Blaze Wavelength GR13-0608 600 13° 0' 1.62 12.7 x 12.7 GR25-0608 600 13° 0' 1.62 25 x 25 GR50-0608 600 13° 0' 1.62 50 x 50 GR13-1208 1200 26° 44' 0.74 12.7 x 12.7 GR25-1208 1200 26° 44' 0.74 25 x 25 GR50-1208 1200 26° 44' 0.74 50 x 50 *所有光栅都是在Littrow结构下测量的；所有光栅镀有铝（Al）反射膜。平行的偏振平行于光栅槽。

1微米闪耀波长

Zoom   Item # Grooves/mm Blaze Angle Dispersion （nm/mrad） Size （mm） Efficiency Curves* 1 µm Blaze Wavelength GR13-0310 300 8° 36' 3.30 12.7 x 12.7 GR25-0310 300 8° 36' 3.30 25 x 25 GR50-0310 300 8° 36' 3.30 50 x 50 GR13-0610 600 17° 27' 1.59 12.7 x 12.7 GR25-0610 600 17° 27' 1.59 25 x 25 GR50-0610 600 17° 27' 1.59 50 x 50 GR13-1210 1200 36° 52' 0.67 12.7 x 12.7 GR25-1210 1200 36° 52' 0.67 25 x 25 GR50-1210 1200 36° 52' 0.67 50 x 50 *所有光栅都是在Littrow结构下测量的；所有光栅镀有铝（Al）反射膜。平行的偏振平行于光栅槽。

10.6微米闪耀波长

Zoom   Item # Grooves/mm Blaze Angle Dispersion （nm/mrad） Size （mm） Efficiency Curves* 10.6 µm Blaze Wavelength GR1325-07106 75 21° 12.3 12.5 x 25 GR2550-07106 75 21° 12.3 25 x 50 GR1325-10106 100 27° 8.5 12.5 x 25 GR2550-10106 100 27° 8.5 25 x 50 GR1325-15106 150 35° 4.2 12.5 x 25 GR2550-15106 150 35° 4.2 25 x 50 *所有光栅都是在Littrow结构下测量的；所有光栅镀有铝（Al）反射膜。平行的偏振平行于光栅槽。

反射式全息光栅

特性

• 峰值波长下效率可达45％至65％
• 优化了在紫外光谱、可见光谱下的性能
• 不依赖于入射角
• 基底材质：Borofloat玻璃
• 三种尺寸规格：12.7x12.7x6.0mm，25x25x6.0mm以及50x50x9.5mm

Thorlabs提供三种反射光栅:

刻线光栅

刻线光栅由于其闪耀角，可以达到比全息光栅更高的效率。它们是以光栅闪耀角为中心的应用的理想选择。Thorlabs提供各种尺寸和闪耀角的刻划光栅。

全息光栅

全息光栅有较低的周期错误，基本消除了刻划光栅无法避免的鬼线。这些光栅的低杂散光特性让其成为需要高信噪比应用的理想选择，例如拉曼光谱仪。

阶梯光栅

阶梯光栅是为高阶应用设计的低周期光栅。它通常配合另一个光栅或棱镜一起使用，实现重叠衍射级次的分离。是高分辨率光谱学应用的理想选择。

 

Thorlabs提供三种透射光栅：

紫外透射光栅

关于透射光栅，Thorlabs的紫外透射光栅使入射光束在光栅背面以固定角度发生色散。它们是在紫外范围内有*效率的刻划和闪耀光栅，偏振不敏感，具有与紫外反射光栅相当的效率。它们是需要固定光栅应用的理想选择，例如光谱仪。

可见光透射光栅

关于透射光栅，Thorlabs的可见光透射光栅使入射光束在光栅背面以固定角度发生色散。它们是在可见光范围内有*效率的刻划和闪耀光栅，偏振不敏感，具有与可见光反射光栅相当的效率。它们是需要固定光栅应用的理想选择，例如光谱仪。

近红外透射光栅

关于透射光栅，Thorlabs的近红外透射光栅使入射光束在光栅背面以固定角度发生色散。它们是在近红外范围内有*效率的刻划和闪耀光栅，偏振不敏感，具有与近红外反射光栅相当的效率。它们是需要固定光栅应用的理想选择，例如光谱仪。

 

选择光栅需要考虑很多因素，下面列举了一些：

效率：
通常，刻划光栅比全息光栅具有更高的衍射效率。然而，全息光栅由于其刻槽的制备方法，其表面效率变化很小。荧光激发和其它辐射诱导反应方面的应用可能需要刻划光栅。

闪耀波长：
刻划光栅通过有序的蚀刻光栅基底表面形成，带有锯齿型槽光栅剖面。因此在闪耀波长附近有相对尖锐的峰。而全息光栅很难闪耀，其正弦曲线状的槽使其在特定波长的光谱响应不那么尖锐。窄带范围内的相关应用更适合选用刻划光栅。

波长范围：
光栅的光谱范围取决于槽间距，并且对于光栅常数相同的刻划光栅和全息光栅，其光谱范围相同。根据经验，光栅的一级效率从0.66λB到1.5λB降低50% ，其中λB是闪耀波长。注意：没有光栅可以衍射波长大于槽间距2倍的光。

杂散光：
由于光栅制作方法的不同，全系光栅相比于刻划光栅，其杂散光更低。刻划光栅的刻槽是机械制作，因此有更高的错误率。全息光栅一次成型，基本没有失误。对于像拉曼光谱仪这种对信噪比要求很高的应用，全息光栅固有的低杂散光具有很大的优势

分辨率：
光栅的分辨率是指其具有的在空间上分开两个波长的能力。它是采用瑞利判据决定衍射极大值；当一个波长的zui大值与第二波长的zui小值重合时，认为两个波长是分开的。分辨率（R）是由R=λ/Δλ= nN定义的，其中Δλ是可分辨的波长差，n为衍射级次，N是刻线数。

Thorlabs提供一系列专为需要高信噪比的应用而优化设计的全息。全息光栅具有杂散光少的特点，基本消除了刻线光栅所无法避免的鬼线，使其成为拉曼光谱学等需要高信噪比的应用的理想解决方案。我们的全息光栅对紫外光谱和可见光谱段的性能进行了优化，并有刻线密度从600线/mm到3600线/mm不等的三种不同尺寸规格。三种尺寸分别是12.7x12.7x6.0mm，25x25x6.0mm以及50x50x9.5mm，尺寸公差±0.5mm。