光栅衍射和布拉格公式

在斜入射光栅衍射中,第k级明纹的衍射角θk随入射角α变化,衍射光偏离入射光的角度φ=f（α）,此函数有极小直点,并且此时以和光栅常数的关系与布拉格公式形式相同．     

全息照相实验问题探讨

全息照相理论比较复杂，特别是在对实验现象的解释上，一些教材写得不够清楚.本文利用近代全息理论，对实验现象进行深入细致的分析与讨论.一、全息理论1.几何描述如图1（a）所示布置记录光路.为使讨论的问题简化并有利于再现实像，令参考光垂直人射干版.从图1（b）可看出，相邻干涉条纹的间距（光栅常数）为式中θ0为两束相干光的夹角，λ为光波波长.再现时，让与参考光相同的再现光也垂直入射在图1全息片上.其衍射角θp由光栅方程决定如图2所示，当k=0时，θp=0，表明零级衍射沿着再现光方向；当k= 1时，θ＋1=θ0，表明 1级衍射沿着原物…     

利用光栅测半导体激光波长

依据光栅衍射原理,采用玻璃圆柱把半导体激光扩束成片光源,通过分光计测量激光光谱谱线的衍射角,测定半导体激光波长.这种方法操作简单实用,具有较高的测量精度.     

一种用光栅测定光波波长的方法——最小偏向角法

本文介绍了一种用光栅测定光波波长的方法——最小偏向角法。此法可以作为光栅实验教学的选作内容。一、前言在教学实验中,用光栅测光波波长,一般都从下式出发:dsinφ=mλm=0,±1,±2……式中d为光栅常数,φ为第m级谱线的衍射角λ为入射光波长。条件是平行光垂直入射到光栅上。实验是在分光计上进行的。要使实验满足垂直入射的条件,可以利用光栅平面(刻痕所在的平面)作为反射面来进行调整。     

对衍射光栅测波长的分析

一、问题的提出目前,各大专院校多开设了光栅衍射的实验。而且,一般都在分光计上进行。此实验既可对光栅常数进行测量,也可测量光源的波长。就测量光源的波长而言,有多种方法.常用的方法是令入射角ψ=O,此时光栅方程变为dsinθ=mλ的简单形式,只需测量一个角度——衍射角θ即可求出波长λ。所以此方法具有原理、调节和测量都简单的     

一种实验现象的图象解释

在分光计上,通过望远镜观察光栅衍射光谱时,往往发现谱线沿某一弧线上升或下降.造成这种观象的原因是光栅面相对于准光管光轴有一俯角或仰角.如图1a,b所示. 图1 如何解释这一实验现象呢?为简单起见,只讨论与狭缝光源中心点对应的各级谱线中心点在望远镜焦面上的分布轨迹.下面用图象方法说明这一分布轨迹为某一弧线.由衍射理论可知,任何谱线中心点对于同一光栅刻痕上的各子波都是等位相的.因此,各级谱线的分布状态,可通过分析各级衍射光波等位相面.的变化来讨论. 以闯1(a)现象为例,从狭缝光源中心点发出的球面波,经准光管后变为波矢K平行于…     

入射光斜入射光栅表面的衍射方程

当入射光垂直入射于光栅表面时,由于光栅衍射,产生衍射图样,其亮条纹的位置由 dsinψ=mλ m=0,±1,±2,… 决定,式中d为光栅常量,ψ为衍射角,λ为波长.当入射光为复合光时,除零级外,不同波长的同一级亮线不重合,波长大的衍射角大,波长小的衍射角小.如果入射光是斜入射于光栅表面,那么相应的光栅公式将发生变化.下面就斜入射情况下的光栅公式进行讨论.     

Origin作图定量研究原子光谱——以分光计实验中的光栅为例

用分光计做工具,用透射光栅做色散器件,先后用He灯和Hg灯做光源,来观测它们的衍射光谱。基于He灯衍射谱线的标准波长λ和实验测得的衍射角θ,通过Origin软件科学作图得到了光谱定标曲线,求得光栅常量d为3 307 nm,一级衍射下的光栅方程为3307sinθ=λ。再基于此方程以及实验得到的Hg灯各谱线的衍射角数值,计算出Hg灯黄1、黄2、绿、蓝、紫、暗紫等六条主要谱线的波长分别是579.06、576.08、546.65、492.74、435.53和404.78 nm,这些波长与Hg灯特征光谱的标定值相比,百分差均在3‰以下。用Origin作图来处理数据,能得到科学严谨的结果,并能更好反映实验的物理本质,值得推广应用。     

平面透射光栅的菲涅耳衍射

从标量场的菲涅耳衍射理论出发,研究了球面波入射平面透射光栅的衍射场,导出菲涅耳衍射场的复振幅分布,并得到光栅菲涅耳衍射角的计算公式．结果表明,在理想情况下菲涅耳衍射的每一级衍射波都是一个球面波;在对菲涅耳衍射角进行新的定义后,衍射角的计算仍然可以采用夫琅禾费衍射的光栅方程．     

超冷原子中的拉曼增益光栅

为提高光栅的衍射效率,提出了基于主动拉曼效应的超冷原子光栅系统。理论研究表明：通过拉曼增益的空间周期性调节,可有效地将沿垂直光栅方向传播的弱探测光衍射到一级方向,同时零级衍射光将被放大。当系统中引进微波场的原子相干效应时,可以进一步提高光栅的一级衍射效率。在一定的条件下,拉曼增益光栅的一级衍射效率可高于电磁诱导相位光栅的一级衍射效率。该系统可作为高效光开关用于全光网络。     

调节分光计的问题讨论两则一、逐次逼近调节

调节分光计的问题讨论两则一、逐次逼近调节山西农业大学武秀荣，陈晓春１．调节方法今假定按普通方法；把平面镜（或光栅）按规定放在载物台上，并能通过望远镜的目镜清晰地看见叉丝．逐次逼近调节是调节望远镜光轴与仪器中心转轴接近垂直的一种方法，其步骤是：将已聚焦...     

“动栅式”分光计的设计与实验研究

采用逆向思维的方式,设计了"动栅式"分光计,观测了汞灯部分谱线的衍射图谱,推导出光源波长与光栅转角θ的关系,实验结果与数据模拟和汞灯标称谱线相吻合.     

光栅衍射实验的最小衍射角法

光栅未能严格垂直于入射光放置时将形成误差．光栅放置成其法线与入射光方向的夹角为衍射角的一半时，衍射角为最小值．在最小衍射角的位置上完成光栅衍射实验，可以消去在光栅垂直放置时的１、２阶误差，此外还观察到对实验有利的现象：衍射明纹光强增大和级次增多．     

利用光电检测技术分析光栅衍射

本文利用光电检测技术对光盘光栅的衍射特性进行研究.实现了对分光范围、衍射光强分布、衍射叠级、自由光谱范围、衍射角与衍射光波长的线性度、角分辨率和光栅常数等光栅参数的观测和计算.该实验结果与衍射理论结果一致.该方法在一定程度上弥补传统光栅实验的不足,有利于增进本科生对大学光学中衍射光栅的认识.     

多层衍射光学元件设计原理与衍射效率的研究

叙述了多层衍射光学元件的设计原理．通过对多层衍射光学元件结构、位相延迟表达式、材料选择匹配的研究,使得优化最大光栅高度后的多层衍射光学元件能够实现大幅度提高宽光谱范围内衍射效率的作用．其衍射效率在从g谱线（435．8343nm）到C谱线（656．2725nm）的可见光范围内的任何波长上的理论衍射效率均在999／6以上,带宽积分平均衍射效率为99．7％,能够满足高质量成像光学系统应用的需要,并利用该元件设计了长焦距复消色差物镜．     

调节分光计的问题讨论两则 一、逐次逼近调节

今假定按普通方法，把平面镜（或光栅）按规定放在载物台上，并能通过望远镜的目镜清晰地看见叉丝，逐次逼近调节是调节望远镜光轴与仪器中心转轴接近垂直的一种方法，其步骤是：将已聚集于无穷远的望远镜正对分光计载物台上的平面镜，若从望远镜中观察不到从平面镜镜面反射的叉丝反射像（小绿十字）或观察到但与既定叉丝物（如图1（a）中P点）不重合，     

谱线不等高对光栅常数测量的影响

分光计测光栅常数实验的基本操作之一就是调节谱线等高,即要调节光栅刻痕与转轴平行。本文对谱线不等高对光栅常数测量的影响,给出一定量公式,导出方法物理意义明晰,计算简洁。首先以单缝衍射为例,说明狭缝与线光源不平行时,衍射图样的变化。图1是单缝夫琅和费衍射装置图。三个     

光栅衍射与相控阵雷达结合的教学案例探索

光栅衍射是光学教学中重要的章节，是对多缝干涉和单缝衍射的综合运用。但是教学过程中会出现教学过程枯燥、教学内容晦涩难懂等问题，这极大地影响了教学效果。本文基于光栅衍射的基本公式，以实际工程应用相控阵雷达为案例，融入课程思政，同时结合Matlab仿真，具体形象地展示了光栅常数、缝宽、衍射角对衍射光谱的影响，以及相控阵雷达的基本原理与以上各因素的联系，在学习知识的同时让学生掌握了相控阵雷达的基本原理。本次教学探索对于光栅衍射教学知识点的教学、思政、实际问题的解决都具有重要的意义。     

光栅衍射实验中测量光栅常数的两种辅助方法

衍射光栅可以将不同波长的光在空间上分离开,在光谱分析领域中有广泛应用.利用光栅的衍射来测量光栅常数是大学物理实验中的一个典型实验,而本文介绍的正是光栅衍射实验中的两个有趣现象:一是旋转光栅时,谱线的偏转角存在一个最小值;二是光栅旋转到一定角度时,衍射光斑会逐渐消失在视野中.论文从理论上分析解释这两种现象,并设计出两种测量光栅常数的方法,在实验上进行验证.与传统的用最小偏转角测光栅常数的方法相比,本文重点分析了由判定最小偏转角位置偏差所带来的影响,并提出了对称旋转测量的方法来进一步减小误差.     

光栅衍射实验的误差分析及改进途径

平行光未能严格垂直入射光栅将形成误差,常用的对称测量法只能消除误差的一阶修正项,仍存在二阶修正项误差。采用测量最小衍射角的方法能有效地消除一阶、二阶修正项的误差,而且能观测到更高级次的衍射条纹,从而减少读数误差,提高实验精度。