【電】 diffraction grating
【醫】 diffraction
grating; raster
【化】 grating
繞射光栅（Diffraction Grating）是一種基于波動光學原理設計的光學元件，其表面刻有周期性排列的平行刻線或凹槽，通過幹涉和衍射效應将入射光按波長分散成不同角度的光譜。其核心功能是分解複合光為單色光，常用于光譜分析、激光調諧和精密測量等領域。
繞射光栅的光程差公式為： $$ d(sintheta_i pm sintheta_m) = mlambda $$ 其中$d$為光栅常數，$theta_i$為入射角，$theta_m$為衍射角，$m$為衍射級次，$lambda$為波長。該方程揭示了不同波長光的空間分離規律。
在同步輻射光源中，變間距光栅可實現0.1nm級波長分辨率（來源：中國科學技術大學國家同步輻射實驗室）。天文學中，階梯光栅光譜儀已用于系外行星大氣成分檢測（來源：《天體物理期刊》2023）。
從傳統的機械刻劃光栅，到全息光栅、體相位光栅等新型結構，制造精度已突破λ/100波前誤差（來源：德國普朗克光學研究所2019技術白皮書）。
繞射光栅（又稱“光栅”）是一種利用光的衍射現象來分光或測定波長的光學元件。以下是其核心解釋：
基本結構與材料
繞射光栅通常由玻璃、金屬等材料制成，表面用鑽石刻有大量平行排列的細密刻痕。典型密度可達每厘米6000條刻線。
工作原理
當光透過光栅（透射光栅）或被其表面反射（反射光栅）時，因刻痕間的周期性結構導緻光發生衍射，形成明暗相間的光譜。這種光譜可用于分析光的波長成分。
分類
應用領域
主要用于光譜分析、波長測量、光學儀器（如分光計）及激光技術中，是物理、化學、天文學等領域的重要工具。
總結來說，繞射光栅通過精密刻痕結構調控光的傳播路徑，是研究光波性質的核心器件之一。
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