光栅光谱仪原理,光栅尺原理及使用

光栅原理与应用等

光栅原理基于物理中莫尔条纹产生原理。

当使指示光栅上的线纹与标尺光栅上的线纹成一角度来放置两光栅尺时，势必导致两个光栅尺的线纹相互交错。当光线通过这种交叉处时会形成一种阴影区。有光源照射时，在交叉点附近的狭小区域，因黑色线纹而相互交叠，因而遮光面积小，挡光效应较弱，光线累积作用使该地区产生亮带。

反之则远离交叉点，由于两光栅尺不透光黑色线纹重叠处减少，不透明区域的范围逐渐扩大，也就是遮光面积的逐步扩大，使挡光效应增强，仅有较少的光可以穿过该区域穿过光栅，使得该地区暗带显现。当被测物体离光栅较远时，由于黑体辐射引起的漫反射也会导致光栅产生亮带。这些和光栅的线纹是近乎垂直的，相间呈现明亮、暗带是莫尔条纹。

光栅为条状透镜构成的薄片，我们站在镜头一侧时，会发现薄片另一侧面有一非常细线处影像，并根据观察角度确定该线位置。根据这一原理，可以把一幅图片分成几组或几十组后再进行拍摄和制作，就会有很多相同或相近的图案出现。若把这些几幅不同线的画面，与各透镜宽度相应，分别依次分行布置打印于光栅薄片背部，我们用透镜在不同的角度观察时，会发现不一样的画面。

光栅的原理？

栅测量系统包括光栅尺和光栅数显表两部分。光栅尺通过其安装在支架上的转轴转动时可产生周期性变化的弦形脉冲。光栅尺将采集的位移信号传送给光栅数显表，以显示测量结果。通过光电二极管将光栅尺位移信号转换成弦波信号，再通过细分电路及整形电路，将其变换成单片机可识别的方波信号。

根据工作原理，光栅可以分为计量光栅与物理光栅。计量光栅具有分辨率高、测量范围宽、线性度好等优点，在精密机械制造中得到了广泛的应用。计量光栅利用光栅莫尔条纹现象来精密测量与控制位移，计量光栅通常是粗糙的；物理光栅则具有较高的分辨率、良好的线性度和稳定性等特点。物理光栅多作为散射元件，用于光波长确定和光谱分析。目前国内使用较多的是计量光栅。光栅尺属于计量光栅。

光栅传感器主要包括光源，照明系统，主光栅，指示光栅，接收光学系统，光电接等

收元件及其他构成本已为提问者及网民所采用

对光栅工作原理进行了简要阐述

光栅工作原理：

1

使用光栅视觉软体，将不同模式转换为光栅线数，应用光栅折射基本原理，从不同角度表现出来的花纹是不一样的，从右图中可以看出，各种规格光栅的折射效果和折射角度都是不一样的，观赏距离就不一样，因此，当光栅效果图档设计完成后，首先要认识光栅，才有可能设计出能满足光栅特性要求的设计图。

2

光栅效果可分为如下类型：立体的[3D]，两变的[Flip]，变大的[Zoom]，爆炸的[Explosion]，连续动作的[Animation]，扭转的[Twist]，实际上，可更加简化的归类是：立体[3D]，变图[Flip]等，在变图上则覆盖了一切改变的影响，这些影响可藉由很多市售动画软体，绘图软体来实现、网页多媒体软体等，生成所需之分解图档，通过光栅视觉软体把分解图合成光栅线数，就可以把平面的效果变成立体的[3D]、变图[Flip]特效。

3

光栅又称为衍射光栅。由于其结构简单、制作容易和造价低廉。它是一种利用多缝衍射原理使光线色散（分解为光谱）的光学元件。用肉眼观察时，在一个波长范围内可看到许多明暗相间的条纹图形。是一块刻有大量的平行等宽、等距离狭缝（刻线）平面玻璃或者金属片。光栅中各缝所占面积之比称为光栅常数。光栅中狭缝个数较多，通常为数十到数千条/毫米。用分光光度计测量时可得到各种颜色的光谱。单色平行光穿过光栅各缝衍射及缝间干涉，所形成的暗条纹非常宽阔、明条纹非常细密的图案，这些尖锐、细密、鲜艳的条纹被称为谱线。光经光栅反射后又经过另一个狭缝时，再返回到原来的入射面上。谱线位置因波长不同而不同，复色光经过光栅时，波长不等，谱线出现位置不一致，构成光谱。光经光栅后形成光谱，这是单缝衍射与多缝干涉综合作用的结果。

扩展资料等：

光栅可分为：狭缝光栅与柱镜光栅两大类型，狭缝光栅，线型光栅，是最早比较成熟的光栅之一，它成像原理是针孔成像。由于它结构简单、制造方便，且具有一定强度的透射光作用，因而被广泛地应用在各类展览会上。由于该光栅较易于制造，技术难度较小，因此，十多年前已有了做得十分漂亮的大幅狭缝光栅立体灯箱的广告。随着科技发展进步，特别是计算机技术的广泛应用，对传统光栅技术产生了巨大冲击。今天，有些立体制作公司仍然乐意使用狭缝光栅立体灯箱来参加展览，效果很好，但是狭缝光栅立体灯箱存在如下缺点：透光率只有20%~30%，既不环保又不节能，照明灯大多耗能高、发热严重，室外亮度不足，仅适用于室内。

柱镜光栅的类型较多，可分为板材与模材两类，它的成像原理是弧面透镜的折射反射成像原理。随着科技的发展，柱镜光栅板以其独特优势得到越来越多关注，并逐渐成为室内照明的主流光源之一。柱镜光栅具有更大的潜力，室内室外打不灯均可以，市场普及率正在扩大。目前，柱镜类产品在国外已广泛应用于汽车工业、电子工业等领域，国内则处于起步阶段。光栅膜材曾以其价格上的竞争力大行其道，但是，随着柱镜光栅板的价格逐渐降低，和膜材需粘贴，工艺有待改进等原因，使得其竞争力没有得到显着凸显。

参考资料：百度百科-光栅

光栅使用原理

光栅效果可分为立体效果[3D]，两变效果[Flip]，变大效果[Zoom]，爆炸效果[Explosion]，连续动作效果[Animation]，扭转效果[Twist]，实际上，可更加简化的归类是：立体[3D]，变图[Flip]等，在变图上则覆盖了一切改变的影响，这些影响可藉由很多市售动画软体，绘图软体来实现、网页多媒体软体等，生成所需之分解图档，通过光栅视觉软体把分解图合成光栅线数，就可以把平面的效果变成立体的[3D]、变图[Flip]特效。

3D Effect[立体影像]

注意事项：图层一定是独立的，图像也是完整的。使用时将所有文件与图像分开，并以相同的方式排列于一张表格中。图档解析度为300dpi。使用的颜色和字体须符合相关规定，并在文件中标注出对应之属性值或符号。档案格式一定是PSD档。背景和文字都要用黑体，但不要求有黑色的底纹。[CMYK、RGB]皆可。如果在显示器上显示一个彩色图像，就需要用一种特殊结构和功能的器件来完成。背景图层至少要有1CM的流血。是在一定波长范围内，以连续分布方式产生具有特定周期和相位的光波。光栅又称为衍射光栅。在光刻技术中使用较多。它是一种利用多缝衍射原理使光线色散（分解为光谱）的光学元件。用肉眼观察时，在一个波长范围内可看到许多明暗相间的条纹图形。是一块刻有大量的平行等宽、等距离狭缝（刻线）平面玻璃或者金属片。光栅中各缝所占面积之比称为光栅常数。光栅中狭缝个数较多，通常为数十到数千条/毫米。用分光光度计测量时可得到各种颜色的光谱。单色平行光穿过光栅各缝衍射及缝间干涉，所形成的暗条纹非常宽阔、明条纹非常细密的图案，这些尖锐、细密、鲜艳的条纹被称为谱线。光经光栅反射后又经过另一个狭缝时，再返回到原来的入射面上。谱线位置因波长不同而不同，复色光经过光栅时，波长不等，谱线出现位置不一致，构成光谱。光经光栅后形成光谱，这是单缝衍射与多缝干涉综合作用的结果。

衍射光栅对屏幕所产生光谱线进行定位，可用式（a+b）（sinφ±sinθ）=kλ表示。当光束从一个入射光束穿过光栅后进入另一出射光线时，通过两个不同孔径大小的透镜形成了明纹和暗纹两种模式的谱带分布。式中a代表狭缝宽度，b代表狭缝间距φ是衍射角，θ是光线入射方向和光栅平面法线的夹角，k为明条纹光谱级数（k=0,±1,±2……），λ为波长，a+b称作光栅常数。如果将上述参数代入公式即可得到光栅所产生的光谱线列和光强分布曲线。利用该式可计算光波的波长。当入射光束垂直于光栅时，它就成为一个周期分布的均匀光束。光栅所生成条纹具有以下特征：明条纹明亮而狭窄，邻近明纹之间暗区较宽，衍射图样非常清楚。当入射光在光栅前经过一段时间后，由于介质对光线有吸收作用而使光程缩短。因而利用光栅衍射可以精确地测定波长。本文对这种方法作了详细介绍和讨论。衍射光栅分辨本领R=l/Dl=kN。其中，N是狭缝的数目，狭缝数愈多，明条纹愈明亮，愈细密，光栅的分辨本领越强。当把光栅应用于测量时，由于被测物尺寸不同和光源强度变化等因素会使光强分布不均匀从而影响光栅分辨能力。增加缝数N以提高分辨本领，是光栅技术研究的一个重要问题。

第一个光栅出现在1821年，它就是德国着名科学家J。后来发现这种光栅具有许多独特优点，便把它作为一种新技术引入光学领域。夫琅与费用细金属丝密排绕于两根平行细螺丝而成。光栅最初只是用于光学实验中作为一种仪器而被应用。因其形似栅栏而得名“光栅”。它可用于光信息存储和光学信息处理等领域。现代光栅由精密刻划机刻于玻璃或者金属片之上。按光传输方向可分为入射角度和出射角度两种类型，其中又以出射角型居多。光栅在光栅摄谱仪中处于核心地位，它有多种。透射光栅主要有平行光、柱面波及圆偏振光束等几种形式，其中以柱面波最为常用。根据使用光的透射或反射的不同，有透射光栅和反射光栅两种。透射光栅则多用于测量波长或其它物理量。反射光栅的应用较多；其中，平面光栅是应用最普遍的一种。从外形上也有平面光栅与凹面光栅之分。本文讨论了反射型全息图中各种光波在入射面上发生干涉时的频谱分布规律及相位变化情况。另外，全息光栅，正交光栅，相光栅，闪耀光栅和阶梯光栅也有。在同一方向上以任意倍数增加时，所得到的干涉也是如此分布。从光栅方程的d（sinα±sinβ）=mλ中可以看出，对同一光谱级数m而言，在光栅上以相同入射角α在λ1,λ2处投影出不同波长、λ2…构成的混合光，每一个波长所引起的干涉很大是在不同角度位置上；如果将这些组合起来，则可得到许多具有特殊光学性质的光栅结构。也就是不同波长衍射光在不同衍射角β处出射。如果把这种分布与光栅结构参数和光波偏振态有关的话，那么当它们分别处于同一方向时，各分束所发出的单色光也是相互平行的。这表明对给定光栅而言，同一主级大小或次级大小（组成同一层次光栅光谱的波长谱线是不相同的）在不同波长下均不重叠，但以波长为序，构成了分立的系列谱线。当把这些分束器置于一个空间位置时，它们所产生的光波又能合而为一，从而使入射光束和各组分光合成为一条单色光路。从而实现了多种波长复合光的混射，经过光栅衍射，相互分离。即衍射光栅分光原理。