深圳大学精品课程：《光学 Optics》教学资源（PPT课件）第四章 衍射光栅 Diffraction Grating 4.1 衍射光栅

第四章衍射光栅 Chap.4 Diffraction Grating 主讲人：李玲教授

主讲人：李玲教授

衍射光栅

知识点： 1.平面透射光栅光强公式 2。多缝衍射光栅光强分布 3.光栅的三个参量

广义地说,具有周期性空间结构或光学性能 (透射率,反射率和折射率等)的光学材料, 统称为光柵。 Several structural levels wing(macroscopic) scales(50×100um) ridges cross ribs( micron size) NANOSTRUCTURE (<100 nm) (Vukusic, 1999)

广义地说，具有周期性空间结构或光学性能 （透射率，反射率和折射率等）的光学材料， 统称为光栅

种类:透射光栅,反射光栅 平面光栅,凹面光栅 黑白光柵,正孩光柵 一维光柵,二维光栅,三维光栅 刀) 反射光<一 折射率变化部镀层 光

种类： 透射光栅，反射光栅 平面光栅，凹面光栅 黑白光栅，正弦光栅 一维光栅，二维光栅， 三维光栅

光柵的主要用途是作 分光元件。 机制光栅:玻璃片上刻划出全息光柵潋光产生的干涉条紋在干 系列平行等距的划痕 板上曝光,经显彩定影制成全息光柵

机制光栅:玻璃片上刻划出 一系列平行等距的划痕 全息光栅:激光产生的干涉条纹在干 板上曝光，经显影定影制成全息光栅 光栅的主要用途是作 分光元件

衍射光谱:各种浪长的单色光经衍射光栅形成的 组谱线。 白光的衍射光谱:由连续组谱线构成。 注意:红在外,紫在内。并且每级分的开 所以比三棱镜产生的光谱清晰得多

衍射光谱：各种波长的单色光经衍射光栅形成的 一组谱线。 白光的衍射光谱：由连续组谱线构成。 注意：红在外，紫在内。并且每级分的开 ，所以比三棱镜产生的光谱清晰得多

1.平面透射光栅光强公式 (振幡型,黑白光柵 结构和现象 屏幕 P 光栅常数d=a+b

1.平面透射光栅光强公式 （振幅型，黑白光栅） 结构和现象  a b 光栅常数 d = a +b 1 f  2 f    P 屏 幕 L1 L2 F1  S F2 

光强公式 6 光栅有N条狭縫,缝宽为a,光栅常d 数为d。 △L 由于透镜L2的作用,来自不同的 狭縫的θ方向衍射光会聚在屏幕 △L=dsin 上同一点,形成多光求干涉。 在夫琅和费远场条件下,各缝在P点产生的 振动,振幅相同,相位不同。相邻两縫在日 方向上的光程差为: △L= d sin e

L 光强公式 d  = L d sin 由于透镜L2的作用，来自不同的 狭缝的方向衍射光会聚在屏幕 上同一点，形成多光束干涉。 光栅有N条狭缝,缝宽为a,光栅常 数为d。 在夫琅和费远场条件下，各缝在P点产生的 振动，振幅相同，相位不同。相邻两缝在 方向上的光程差为：  = L d sin ,  

相位差为 2 d sin e 设最上面的狭縫在P点的光振动相位为零,则 各点P点产生的复振幡分别为 iO e Apt (n-1) (N-1)6 sin u

相位差为 sin . 2     = d 设最上面的狭缝在P点的光振动相位为零,则 各点P点产生的复振幅分别为 0 1 e , i U A =  2 , i U A e  =  ( 1) , i n U A e n   − = ( 1) . i N U A e N   − = 0 sin sin , u a A A u u     = =