色差仪中平面光栅分光与凹面光栅分光的区别

光栅是由一系列等距平行刻线组成的光学元件，它是利用光的衍射和干涉原理进行分光的一种色散元件，被广泛应用到光谱仪器、色差仪等相关产品上或相关领域中。本文对分光色差仪光学元件平面光栅和凹面光栅的区别做了简要的介绍，感兴趣的朋友可以了解一下！

什么是平面光栅分光？

简单来说平面光栅是在一块很平的玻璃上刻画出一系列等距且平行刻痕或斜槽的物体。平面光栅有两种，一种是透射式光栅，它们两条刻痕之间有缝隙可以透光，而刻痕不能透光；另一种是反射式光栅，其客户的是平行的斜槽，可以对光产生干涉现象。一般光学仪器采用平面光栅，其刻痕或者是斜槽之间的间距为10nm。平面光栅的主要作用是用于光谱分析和光波长的相关测量方面。分光是指利用光的色散现象，将波长范围很宽的复合光分散开来，成为许多波长范围狭小的“单色光”。在分光测色仪这类型的仪器上，平面光栅将复合光分成更细致的单色光，其作用和凹面光栅基本一致。

什么是凹面光栅分光？

凹面光栅是1882年罗兰提出的，它是刻划在球面的一系列等距刻槽的反射式衍射光栅。与平面光栅必须借助成像系统来形成谱线不同，凹面光栅在光路中兼具色散和聚焦两种作用，因此在凹面光栅光谱仪中就只有狭缝、凹面光栅和检测器组成，光路紧凑。今天绝大部分直读式光谱仪均采用凹面光栅作为色散元件，但凹面光栅的像散问题是比较严重的。

色差仪平面光栅分光和凹面光栅分光的区别：

1.刻画材料不同

凹面光栅一般是通过金属材料进行刻画，而平面光栅通常是采用玻璃刻画。

2.材料形状不同

凹面光栅是将狭缝光源和凹面光栅放置在同一圆周上，且该圆的直径等于凹面光栅的曲率半径，可得到很锐的细光谱线，该圆称为罗兰圆。而平面光栅是非常平的一个平面上刻画的。

3.分光效果不同

光栅分光不受材料透过率限制，可以在全光谱中应用，光栅的分辨率比棱镜好。而凹面光栅的效果比平面光栅的效果要更好一些。

4.主要应用不同

目前大多数凹面光栅应用于仪器的分光，可以对各种光学参数进行更准确的测量，而平面光栅主要用于光谱分析。

分光色差仪凹面光栅分光的优势和劣势：

1.优势

（1）凹面光栅光谱仪具有良好的分辨率，可以更准确、快速地测量被测光谱信号。

（2）凹面光栅光谱仪可以在较低功率情况下工作，并且能有效抑制反射背景噪声影响，进而提高测量的精度。

（3）凹面光栅光谱仪的光学系统结构简单，可以实现耐久性和坚固性。

2.劣势

（1）凹面光栅光谱仪测量成本较高，它们需要使用昂贵的激光器，因此它们的价格相对较高。

（2）凹面光栅光谱仪只能测量单色发射光谱，因此不能用于测量多色光谱信号。

（3）凹面光栅光谱仪的光学系统比较复杂，因此它们的精度受到激光束的失真影响。