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二次元影像測(cè)量?jī)x光柵尺的基礎(chǔ)知識(shí)

閱讀:3473      發(fā)布時(shí)間:2021-1-13
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  二次元影像測(cè)量?jī)x光柵尺作為重要的分光器件,其性能直接影響整個(gè)系統(tǒng)性能,為更好協(xié)助用戶選擇,在此做一簡(jiǎn)要介紹。
 
  1、二次元影像測(cè)量?jī)x光柵尺分為刻劃光柵、復(fù)制光柵、全息光柵等;
 
  2、刻劃光柵是用鉆石刻刀在涂有金屬的表面上機(jī)械刻劃而成;
 
  3、復(fù)制光柵是用母光柵復(fù)制而成;
 
  4、典型刻劃光柵和復(fù)制光柵的刻槽是三角形;
 
  5、全息光柵是由激光干涉條紋光刻而成,全息通常包括正弦刻槽,刻劃光柵具有衍射效率高的特點(diǎn),全息光柵光譜范圍廣,雜散光低,且可作到高光譜分辨率。
 
  光柵方程
 
  反射式衍射光柵是在襯底上周期地刻劃很多微細(xì)的刻槽,一系列平行刻槽的間隔與波長(zhǎng)相當(dāng),光柵表面涂上一層高反射率金屬膜。光柵溝槽表面反射的輻射相互作用產(chǎn)生衍射和干涉。對(duì)某波長(zhǎng),在大多數(shù)方向消失,只在一定的有限方向出現(xiàn),這些方向確定了衍射級(jí)次。
 
  光柵刻槽垂直輻射入射平面,輻射與光柵法線入射角為α,衍射角為β,衍射級(jí)次為m,d為刻槽間距,在下述條件下得到干涉的大值:
 
  mλ=d(sinα+sinβ)
 
  定義φ為入射光線與衍射光線夾角的一半,即φ=(α-β)/2;θ為相對(duì)與零級(jí)光譜位置的光柵角,即θ=(α+β)/2,得到更方便的光柵方程:
 
  mλ=2dcosφsinθ
 
  從該光柵方程可看出:
 
  對(duì)一給定方向β,可以有幾個(gè)波長(zhǎng)與級(jí)次m相對(duì)應(yīng)λ滿足光柵方程。比如600nm的一級(jí)輻射和300nm的二級(jí)輻射、200nm的三級(jí)輻射有相同的衍射角。
 
  衍射級(jí)次m可正可負(fù)。
 
  對(duì)相同級(jí)次的多波長(zhǎng)在不同的β分布開(kāi)。
 
  含多波長(zhǎng)的輻射方向固定,旋轉(zhuǎn)光柵,改變α,則在α+β不變的方向得到不同的波長(zhǎng)。
 
  如何選擇二次元影像測(cè)量?jī)x光柵尺
 
  選擇光柵尺主要考慮如下因素:
 
  刻槽密度G=1/D,D是考槽間隔,單位為MM。
 
  閃耀波長(zhǎng)
 
  閃耀波長(zhǎng)為光柵尺大衍射效率點(diǎn),因此選擇光柵時(shí)應(yīng)盡量選擇閃耀波長(zhǎng)在實(shí)際應(yīng)用在可見(jiàn)光范圍,可選擇閃耀波長(zhǎng)為500nm。

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