階梯光栅英文解釋翻譯、階梯光栅的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 echelon grating

分詞翻譯：

階的英語翻譯：

rank; stairs; steps
【計】 characteristic
【醫】 scala

梯的英語翻譯：

ladder; stairs; terraced

光栅的英語翻譯：

grating; raster
【化】 grating

專業解析

階梯光栅（Echelle Grating）是一種高分辨率光學色散元件，其英文名稱源于法語“échelle”（階梯），指其刻槽截面呈階梯狀結構。該器件通過特殊的幾何設計實現寬光譜範圍内的高分辨率分光，主要應用于天文光譜儀、激光頻率測量等領域。

結構與原理

階梯光栅采用粗而深的平行刻線（通常每毫米10-300線），每個刻槽的垂直高度是工作波長的數倍。這種設計允許光波在階梯表面發生多次反射，利用高衍射級次（通常為30-100級）的幹涉效應增強色散能力。其分辨率公式可表示為： $$ R = mN $$ 其中$R$為分辨率，$m$為衍射級次，$N$為有效刻線數。

核心特性

交叉色散系統：需配合棱鏡或普通光栅形成二維色散，解決高階衍射重疊問題（參考《現代光學工程》第4版）
高分辨率：美國國家标準技術研究院（NIST）實驗顯示，其分辨率可達$10$-$10$量級
寬波段覆蓋：自由光譜範圍與衍射級次成反比，典型覆蓋寬度為納米至微米級

典型應用

歐洲南方天文台甚大望遠鏡（VLT）的UVES光譜儀
NASA系外行星探測衛星的光譜定标系統
原子鐘研究的超精細光譜分析（參見《Applied Optics》第58卷）

該技術自1952年由G.R. Harrison提出後，經SPIE記錄的多項改進，現已成為高分辨率光譜測量的基準器件。最新研究聚焦于納米壓印技術制備的複合型階梯光栅，可提升紫外波段的衍射效率。

網絡擴展解釋

階梯光栅（Échelle grating）是一種特殊設計的衍射光栅，主要用于實現高分辨率的光譜分析。以下是其核心特點和工作原理的綜合解釋：

1.定義與名稱來源

階梯光栅源于法語“échelle”（階梯），因其物理結構類似樓梯的階梯狀排列而得名。它通過刻線密度較低（通常為20-100條/毫米）但高傾斜角（閃耀角約60-75°）的設計，優化高衍射階數的效率。

2.結構特點

階梯狀刻線：由多個厚度嚴格相等的平行玻璃或石英片疊合形成階梯狀橫截面，反射式設計可提升分辨能力。
高衍射階數：針對高入射角優化，能在高衍射級次下工作，實現寬波段閃耀和高色散特性。

3.工作原理

衍射與重疊：光線經階梯光栅衍射後，不同波長的高階光譜會重疊。此時需結合二次色散元件（如棱鏡或其他光栅）進行交叉分離，形成連續的多波段帶狀光譜。
公式表示：衍射條件滿足： $$ d(sintheta_i + sintheta_m) = mlambda $$ 其中，$d$為光栅常數，$theta_i$和$theta_m$分别為入射角和衍射角，$m$為衍射級次，$lambda$為波長。

4.應用領域

高分辨率光譜儀：廣泛應用于天文觀測、激光光譜分析等領域。
光學通信與光刻：利用其寬波段和高色散特性，提升系統性能。

階梯光栅通過獨特的結構和設計，解決了傳統光栅在高階衍射中的效率問題，成為高精度光譜分析的關鍵元件。其核心技術在于高階衍射的優化與二次色散的協同作用。