凹面光栅英文解釋翻譯、凹面光栅的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 concave grating

分詞翻譯：

凹面的英語翻譯：

【化】 dished surface
【醫】 concavity

光栅的英語翻譯：

grating; raster
【化】 grating

專業解析

凹面光栅（Concave Grating）是一種兼具衍射與聚焦功能的光學元件，其表面呈凹面曲率并刻有周期性平行刻線。該器件通過将入射光分解為不同波長的光譜成分，并利用凹面幾何特性實現自聚焦，從而在光譜儀、單色儀等設備中取代傳統平面光栅與透鏡的組合系統。

核心特性解析

1. 結構設計

   凹面基底（如球面或非球面）表面通過全息技術或機械刻劃形成納米級周期刻槽，典型刻線密度為300-2400線/毫米。這種結構使光栅同時滿足分光與聚焦需求，顯著縮小光學系統體積。

2. 工作原理

   基于羅蘭圓原理（Rowland Circle Theorem），當入射光照射到凹面光栅時，不同波長光線經衍射後會在特定曲率半徑的圓周上形成清晰光譜像，該現象由美國物理學家亨利·羅蘭于1882年首次系統描述。

3. 性能參數

• 閃耀波長：通過控制刻槽剖面角實現特定波段增強衍射效率（可達80%以上）
• 分辨率：$Delta lambda = frac{d}{mN}$，其中$d$為光栅常數，$m$為衍射級次，$N$為刻線總數
• 像差校正：通過非對稱刻槽設計可減少慧差和像散

典型應用場景

1. 空間探測光譜儀（如NASA火星探測器ChemCam）
2. 激光脈沖壓縮系統（用于啁啾脈沖放大技術）
3. 環境監測設備（大氣成分分析）

權威參考文獻

1. 羅蘭原始研究論文：On Concave Gratings for Optical Purposes（1883）
2. 國際光學工程學會（SPIE）出版物：Diffractive Optics and Nanophotonics
3. 清華大學精密儀器系《現代光學設計方法》第三章（2021版）

網絡擴展解釋

凹面光栅（Concave Grating），又稱羅蘭光栅（Rolland Grating），是一種兼具色散和聚焦功能的光學元件。以下從定義、功能、特點及應用等方面詳細解釋：

1.定義與結構

凹面光栅是一種表面刻有密集平行凹槽的凹面反射鏡，其凹面設計使其能夠同時實現光的衍射和聚焦。與平面光栅不同，它通過凹面幾何結構減少光學系統中的組件數量，例如在攝譜儀中僅需光栅、狹縫和感光闆即可工作。

2.核心功能

• 色散：通過凹槽的衍射效應将複合光分解為不同波長的光譜。
• 聚焦：利用凹面曲率對分散後的光進行聚焦，無需額外透鏡或反射鏡。

3.技術優勢

• 簡化系統：省去傳統光譜儀中的成像元件，降低光損失和吸收問題。
• 像差校正：全息技術制作的凹面光栅可優化凹槽分布，減少像差并提升信噪比。
• 適用性廣：尤其適用于遠紫外和遠紅外光譜區域，因無需透射材料，避免吸收損耗。

4.制作與應用

• 制作技術：傳統機刻法或全息記錄法，後者可靈活設計凹槽參數以匹配特定需求（如狹縫位置、譜面寬度等）。
• 典型應用：光譜分析儀器、環境監測、天文觀測及工業檢測等領域。

5.曆史背景

由Henry Rowland于19世紀末發明，其設計奠定了現代凹面光栅在光譜學中的關鍵地位。

凹面光栅通過一體化色散與聚焦功能，成為高效光譜分析的核心元件，其技術演進持續推動光學儀器的性能提升。

分類

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