文献综述
摘要：衍射光栅是利用多缝衍射原理使光发生色散的光学元件。它是一块刻有大量平行等宽、等距狭缝的平面玻璃或金属片。经过几百年的发展，衍射光栅已经形成了很多种类，广泛应用于集成光路、光通信、光学信息处理等各个方面。
关键词：衍射光栅；光栅分类；光栅应用
0 引言
衍射光栅是由高度密集的、相互平行且等距等宽的狭缝（或刻痕）所组成的光学器件[1]。它是许多光学仪器之中不可缺少的元器件，它的实际应用与理论研究有着上百年的历史。以前衍射光栅的主要用途十分传统，大多都是通过它来使复色光进行空间分离[2]。其利用的是多缝衍射和干涉原理，将光束按不同的波长进行色散。近年来，随着微加工技术的不断发展，微光学领域的研究热潮方兴未艾，这促使衍射光栅的应用范围得到了前所未有的拓展。这里可以借用George.R.Harrison的话来形容衍射光栅的重要性：“我们很难找出另一种像衍射光栅这样的给众多科学领域带来更为重要信息的简单器件。”则对光栅特性的进一步探索和研究就显得尤为重要。
1 衍射光栅发展简述
最早的光栅雏形是由美国科学家戴维·里滕豪斯（David Rittenhouse）设计的。在1786年，他用细丝平行地缠绕在细牙螺丝之间，在黑暗条件下，透过它去看百叶窗上面的细小狭缝，观测到三个亮度基本一致的像，并且在每边还有其他的像[3]。他制成的该结构实际上已经可以称作衍射光栅，并且他还在费城做了光栅实验。
到了1821年，德国物理学家约瑟夫·冯·夫琅和费（Joseph von Fraunhofer）在前人的基础上制作了更为精细的细丝光栅。他还根据自己测定的太阳光谱不同谱线的波长，利用分光计来研究衍射角和其他参数的关系，由此发现了衍射角与光栅常量之间的关系。在现在的大学光学实验里，还有利用该公式进行光栅常数和光波波长测量的实验[4]。此后对衍射光栅的相关研究也基本围绕其分光特性展开，比如通过测氢原子光谱中几条谱线的波长来计算里德伯常量。也有通过已知光谱谱线波长来测定光栅色散率、波长分辨率等光栅的参数[5]。
2 光栅分类
衍射光栅的种类有很多，按工作原理来分，可以分为透射光栅和反射光栅[6]。透射式光栅是通过在一块很平的玻璃上刻出一系列等宽度等间距的刻痕做成的，刻痕处相当于毛玻璃，大部分光将不会透过，而两条刻痕之间则相当于一条狭缝，可以透光[7]。同样是在平面上镀膜刻痕，反射式光栅并不是利用光的透射原理而是使光产生反射达到分光目的[8]。
