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.     

He-Ne激光简化光栅常数测量

Ｈｅ－Ｎｅ激光简化光栅常数测量陈美锋（福建福州大学电子科学与应用物理系福州３５０００２）１引言根据夫琅和费衍射理论，当波长为λ的平行光投射到光栅平面上时，将在无穷远处得到一排明亮相间的光谱线，如果平行光是垂直入射光栅平面，光栅方程为［１］ｄｓｉｎθ＝...     

光栅空间频率的简易估算

在光学实验中,经常使用各种光栅。有时需要估算光栅的空间频率(每毫米线数),即光栅常数的倒数。现介绍一种不用任何仪器便能粗略判断光栅频率的方法。当光正入射时,光栅方程为dsin(?)=mλ,其中d为光栅常数,(?)为衍射角,λ为光波波长,m为衍射级次。将光栅正对亮处,如窗外或几米远的灯     

验证光栅的色分辨本领表式

一、原理平面透射光栅的色分辨本领的表式为λ/△λ=jN (1)j是干涉级、N是光栅受照面上的实际缝数。为了验证(1)式,可用光波波长λ及波长差△λ都已知的光源照射光栅,使光栅对波长差为△λ的两谱线处于恰能分辨状态,然后在分光计上测定在这种状态下j和N的值.把实测到的jN值与已知的λ/△λ进行比较,以验证(1)式。     

i=0替代i≠0的误差分析

用透射光栅测定光波波长,一般在分光计上进行,常用的方法是使i=0,这时光栅方程 dsinθ=kλ k=±1,±2,… (1) 当入射光束与光栅面法线成i角时,根据相邻光束的光程差计算,光栅方程为 d(sini±sinθ)=kλ (2) k=±l,±2,…式中“+”号表示入射光束与衍射光束在法线的同侧,而“-”号表示入射光束和衍射光束在法线的异侧。通常实验是在调节好分光计后,把透射光栅置于平台上,使汞灯光源通过平行光管垂直照射到光栅上,转动望远镜到一侧衍射     

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     

浅析应用光栅方程满足的实验误差条件

应用光栅方程测量光栅常数或光波波长,若入射光偏离垂直光栅平面方向将导致测量结果出现误差,本文分析了在入射平面内倾斜入射的角度与实验误差的关系。     

利用光栅最小偏向角法测光波波长

本文导出斜入射时,光栅谱线存在最小偏向角的条件及最小偏向角与波长间的关系,据此精确测定了光波波长,并在实验中通过与垂直入射法的比较显出其优越性。     

一种适合中等教育的分光镜

原子结构和量子论,在中学物理教育中占有显著位置,因而与之密切相关的光谱实验也就显得很重要。出于教学需要,我们自制了一种分光镜,它较适合中等教育的特点,现介绍如下。仪器的光路如图1所示,其中P是狭缝,G是光栅。通常狭缝P到光栅G的垂直距离PO较光栅常数d大得多,因此,入射光束和衍射光束可近似看成平行光束,仍然近似满足光栅方程式中φ为衍射角,k为衍射级次,λ为衍射极大的波长。图2为组装仪器部分剖视图,图中,P是刻制的以产生入射光束的狭缝,G是600条/毫米的光栅,PG之间是暗腔。     

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…     

双光栅光谱仪波长扫描机构精度分析

光栅光谱仪作为研究太阳辐射的重要设备之一,其波长扫描机构的精度很大程度上决定了最终测量结果的准确性。从光机系统的光栅参量误差和机械结构误差两方面入手,对丝杠摆杆波长扫描机构展开综合精度分析,依据凹面光栅色散原理,推导出波长λ与摆杆末端沿丝杠方向位移x,摆杆长度l,光栅常数g和入射光线与出射光线夹角半值δ之间的关系。再对等式求导,依据误差叠加原理,计算出在红外工作波段650 nm~2 400 nm范围内,其波长定标误差应不超过±1.227 nm。在实验样机上进行验证,以汞灯为光源拟合出误差与波长的关系曲线,并以氦氖激光器为光源加以验证。实验结果证明了理论计算的正确性,该分析方法为双光栅光谱仪零部件精度指标的确定提供了依据。     

埋入式光栅双通道特性及其应用研究

利用严格耦合波理论分析了埋入式光栅在45°入射时,垂直和平行于光栅栅线的两个不同观察平面的零级共振反射衍射特性.在垂直于光栅栅线的平面内,TE、TM偏振下零级反射共振波长分别为432 am和420 am,在平行于光栅栅线的平面内,TE、TM偏振下零级反射共振主峰波长分别为623 nm和620 nm,在两个平面内,零级共振衍射光的共振波长差别较大,观察到的衍射光颜色差别明显,定义为双通道特性并用实验进行证明,制作了相应的光变色器件.     

光栅条纹最小偏向角的实验研究

本文讨论了斜入射时光栅条纹偏向角存在最小值的实验观察现象及相关原理,提出了利用最小偏向角测量光波波长和光栅常数的方法,并在实验中对最小偏向角法和垂直入射法进行了分析比较.     

非线性光栅的自适应光限幅

首次采用液晶为自聚焦媒质,夹在内表面刻有光栅的两玻璃片间,以Ar离子激光514.5nm波长的激光束垂直入射到光栅上,实验验证了该光栅的自适应光限幅特征。     

用《TP—77型椭偏仪》测膜厚周期数的方法

从原理上讲,椭偏仪测透明介质膜厚具有周期性质,其周期厚度D按下式汁算:(1) 式中λ为入射氦氖激光在真空中的波长;n_1和n_2分别是空气和介质膜对真空的折射率;φ_1是入射角。在测试中,由起偏器和检偏器在消光状态下的方位角A和p,用相应的曲线和数表,可以查出n_2和一个周期厚度内的某一厚度d,膜的真实厚度为:l=m·D d (2) 式中m=0,1,2,……,称它为膜厚的周期数;D是(1)式所确定的周期厚度。(2)     

波长尺寸表面浮雕光栅的严格理论计算和分析

本文采用麦克斯韦(Maxwell)方程微分积分方程对波长尺寸的梯形反射光栅在TE模式(横向电场)偏振状态入射下,进行严格理论的计算和分析.表面电场计算表明,光栅刻槽斜边边界对于金属材料金和铝光栅表面电场分布具有明显效应,对于入射波长为λ=1.0μm附近的红外区域,金材料具有强烈的金属特性,此时表面电场的斜边边界效应更加明显.表面电场及其远场衍射效率伴随刻槽深度变化,而振荡特性进一步阐明了此效应对近,远场的作用.该方程适用于任意形状光栅或单一散射体对任意入射方向,任意偏振态的衍射和散射问题.     

平面光栅效率仪测量过程分析与结果修正

为了获得准确的平面光栅衍射效率测量结果,需要对平面光栅效率仪的测量过程进行分析.通过对测量过程中影响测量结果的光栅出射光谱增宽和衍射光束截面变化等主要因素进行分析,给出了两者关于入射波长和光栅刻线密度的关系式.运用多元线性回归分析的数学方法,在大量实验数据的基础上,建立了回归修正公式,分别从理论和实验上验证了修正公式的...     

垂直对称式平面光栅摄谱仪色散率公式的实验矫正及其在计算机寻找谱线时的应用

本文对垂直对称式平面光栅摄谱仪的线色散率公式(dL/dλ=nf/αcosβ),通过实验矫正应为dL/dλ=2nf/α(cosβ+cosβ~(1/2))。矫正后的线色散率公式可直接用于汇编计算机自动寻找谱线位置的程序。而且程序简单,操作简便(仅输入两个波长值),欲找的谱线位置准确。     

亚波长介质光栅的闪耀特性分析

采用严格耦合波理论与矩阵LU分解法,求解了亚波长矩形介质光栅的衍射场,给出了TE和TM偏振波的耦合波方程组及其矩阵形式.通过数值计算分析了TE和TM偏振波的入射角、刻槽深度、入射波长等参量对＋1级衍射波衍射效率的影响.结果表明,当Λ=0.5λ0,θ=55°,d=0.38λ0,λ=10.6 μm时可以实现对TE偏振波＋1级的闪耀,衍射效率达到近90%,同时具有较宽广的角度适应范围.     

斜入射条件下光栅衍射现象的分析

分析和研究了在特殊斜入射条件的光栅衍射现象,并阐明了在利用光栅测量波长实验中由于特殊斜入射所引起的系统误差。