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第29卷第2期 延安大学学报(自然科学版) V01．29No．2 垫!Q生鱼旦 』殳坠翌尘煎!塑垫望尘!!望i!!(堕垒!坚趔窭i!望堡垦鱼熊鲤) 』坚些至Q!Q 闪耀光栅衍射图样分析 曹冬梅，薛琳娜，朱晓敏 (延安大学物理与电子信息学院，陕西延安716000) 摘要：通过对闪耀光栅衍射图样的二维展示，强调了单槽衍射“零级”的意义。首次用三维图演 示了特定条件下闪耀光栅仅有一序光谱呈现，入射光波长取闪耀波长时谱线强度有最大值存在，离 开闪耀波长时强度逐渐下降；随着入射光波长范围的扩大甚至会出现多序光谱的重叠。 关键词：闪耀光栅；衍射光强；闪耀角；闪耀波长 中图分类号：0433．4文献标识码：A 文章编号：1004-602X(2010)02-0047-03 光栅是重要的分光元件之一，在大多数光谱仪 其中a=旱o[sin(p一巩)一sinO。]， ^ 和单色仪中经常用到。在波动光学的教学中光栅既 是难点又是重点。在现行光学教材中，对平面透射 (2) 卢=zArdsinp 式光栅的讲解是十分详细的¨。4J，并且有相当一部 上式中d——光栅常量，口——单槽衍射宽度， 分文献针对平面透射式光栅展开了讨论垆一引。相 对而言，闪耀光栅衍射图样分析在教材中仅仅提 巩——闪耀角，p为衍射光与光栅宏观平面法线的 及¨。4】，虽然有部分文献对于闪耀光栅的衍射作了 夹角。 一定的研究¨卜131，但相关讨论数学运算较为复 ；’’ 杂¨1‘12J。本文借助于Mathematica软件分析了闪耀 光栅衍射光强度与闪耀角和入射光波长的关系，用 二维图和三维图进行了直观演示，结论明了。 对选定的闪耀光栅而言，它有特定的闪耀角，当 选择闪耀波长入射时，衍射图样只存在一列光谱；适 当加宽入射光谱范围，可以看到这仅存的一序光谱 将以闪耀波长为中心进行展开；当入射光波长范围 较宽时将会有多序光谱重叠。 1 闪耀光栅的衍射理论 以形式简单的三角函数为例，当平行光垂直光 图1 平面光垂直光栅宏观平面入射 栅宏观平面入射时，如图l所示，闪耀光栅的衍射光 根据光栅结构，对单元槽面而言，按反射定律给 强分布函数为‘3】 出的反射方向正是单槽衍射零级方向‘3|，此时该方 珊H。(訾)2(等)2 (1) 向与光栅宏观平面法线方向夹角为20。；而对于槽 间干涉而言，沿单槽零级方向相邻衍射光之间的光程 收稿日期：2010—03—15 作者简介：曹冬梅(1974一)，女，陕西佳县人，延安大学副教授。 万方数据 48 的地方并不是单槽衍射的“零级”位置。 差均为△三=dsin20b，于是入射光波长满足下列等式时， A1b=dsin20b，A2b=dsin20b／2，…， Amb=dsin20b／m (3) ‘| 2．1a2 ＼’ ‘f 这些波长的衍射光将在2巩方向出现极大，该 一＼。 ‘一 0 1 ： 1 3 组波长分别被称为一级闪耀波长、二级闪耀