光栅是一种具有周期性结构的光学元件，它根据波长将光分离成沿可预测方向传播的光束。光栅作为许多现代光谱仪器的核心色散元件。它们提供了选择进行手头分析所需的光波长的关键功能。为应用选择最佳光栅并不困难，但在对应用的关键参数进行优先级排序时，通常需要一定程度的决策。
任何光谱应用都至少有两个基本的系统要求：它必须能够在所需的感兴趣光谱范围内分析材料，并且必须能够提供足够小的光谱带宽来解决感兴趣的特征。这两个关键要求构成了光栅选择的基础。然后选择其他光栅特性以在这些基本约束条件下优化性能。
两种最常见的凹槽轮廓被称为直纹和全息，这与制作主光栅的方法有关。使用划线工具，用金刚石工具在反射表面上物理地形成凹槽，可以产生刻线光栅。刻线光栅槽轮廓对于给定的应用来说是非常可控和易于优化的，并且在大多数情况下，由于这种自由度，将提供最佳的衍射效率。
全息生成的凹槽轮廓在光致抗蚀剂中干涉生成，然后转移到耐用材料上进行复制。全息生成光栅的优点是，它们最大限度地减少了杂散光，并允许产生凹槽间距，尽管这是可能的，但使用单独形成凹槽的划线工艺是不切实际的。由于这些原因，全息光栅在需要紫外线波长分析的应用中占主导地位。然而，除了一些显著的例外，全息光栅通常比它们的刻线光栅具有更低的峰值衍射效率，因为它们的特征不那么突然，并且在控制凹槽轮廓方面具有更少的自由度。
色散、分辨率和分辨力
光谱仪器中衍射光栅的主要功能是从角度上将宽带源分离成每个波长都有已知方向的光谱。这种特性被称为色散，指示波长和角度之间关系的方程通常被称为光栅方程：
n λ = d (sin θ + sin θ’)
分辨率是系统特性，而不是光栅特性。光谱仪器必须提供足够窄的光谱带宽来区分感兴趣的特征。这是通过光栅角色散和系统焦距的组合以及通过限制孔径宽度来实现的。检测器平面处的光谱带宽可以用低色散光栅和长焦距与用高色散光栅和较短焦距同样地实现。在具有单元件探测器的系统中，例如扫描单色仪，其极限孔径通常是具有已知宽度的物理狭缝。在固定光栅光谱仪中，极限孔径通常是阵列元件或相机像素。
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