阶梯光栅英文解释翻译、阶梯光栅的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 echelon grating

分词翻译：

阶的英语翻译：

rank; stairs; steps
【计】 characteristic
【医】 scala

梯的英语翻译：

ladder; stairs; terraced

光栅的英语翻译：

grating; raster
【化】 grating

专业解析

阶梯光栅（Echelle Grating）是一种高分辨率光学色散元件，其英文名称源于法语“échelle”（阶梯），指其刻槽截面呈阶梯状结构。该器件通过特殊的几何设计实现宽光谱范围内的高分辨率分光，主要应用于天文光谱仪、激光频率测量等领域。

结构与原理

阶梯光栅采用粗而深的平行刻线（通常每毫米10-300线），每个刻槽的垂直高度是工作波长的数倍。这种设计允许光波在阶梯表面发生多次反射，利用高衍射级次（通常为30-100级）的干涉效应增强色散能力。其分辨率公式可表示为： $$ R = mN $$ 其中$R$为分辨率，$m$为衍射级次，$N$为有效刻线数。

核心特性

交叉色散系统：需配合棱镜或普通光栅形成二维色散，解决高阶衍射重叠问题（参考《现代光学工程》第4版）
高分辨率：美国国家标准技术研究院（NIST）实验显示，其分辨率可达$10$-$10$量级
宽波段覆盖：自由光谱范围与衍射级次成反比，典型覆盖宽度为纳米至微米级

典型应用

欧洲南方天文台甚大望远镜（VLT）的UVES光谱仪
NASA系外行星探测卫星的光谱定标系统
原子钟研究的超精细光谱分析（参见《Applied Optics》第58卷）

该技术自1952年由G.R. Harrison提出后，经SPIE记录的多项改进，现已成为高分辨率光谱测量的基准器件。最新研究聚焦于纳米压印技术制备的复合型阶梯光栅，可提升紫外波段的衍射效率。

网络扩展解释

阶梯光栅（Échelle grating）是一种特殊设计的衍射光栅，主要用于实现高分辨率的光谱分析。以下是其核心特点和工作原理的综合解释：

1.定义与名称来源

阶梯光栅源于法语“échelle”（阶梯），因其物理结构类似楼梯的阶梯状排列而得名。它通过刻线密度较低（通常为20-100条/毫米）但高倾斜角（闪耀角约60-75°）的设计，优化高衍射阶数的效率。

2.结构特点

阶梯状刻线：由多个厚度严格相等的平行玻璃或石英片叠合形成阶梯状横截面，反射式设计可提升分辨能力。
高衍射阶数：针对高入射角优化，能在高衍射级次下工作，实现宽波段闪耀和高色散特性。

3.工作原理

衍射与重叠：光线经阶梯光栅衍射后，不同波长的高阶光谱会重叠。此时需结合二次色散元件（如棱镜或其他光栅）进行交叉分离，形成连续的多波段带状光谱。
公式表示：衍射条件满足： $$ d(sintheta_i + sintheta_m) = mlambda $$ 其中，$d$为光栅常数，$theta_i$和$theta_m$分别为入射角和衍射角，$m$为衍射级次，$lambda$为波长。

4.应用领域

高分辨率光谱仪：广泛应用于天文观测、激光光谱分析等领域。
光学通信与光刻：利用其宽波段和高色散特性，提升系统性能。

阶梯光栅通过独特的结构和设计，解决了传统光栅在高阶衍射中的效率问题，成为高精度光谱分析的关键元件。其核心技术在于高阶衍射的优化与二次色散的协同作用。