選擇光柵時，重要的是指定波長范圍、閃耀波長(即衍射光譜中效率高的波長)和閃耀角。閃耀角描述了閃耀波長的一階衍射角。在這個角度上，α和β在方程1中相等，入射光以它入射的方向衍射回來。這種情況也被稱為Littrow構型。在系統中接近這個角度會產生大的效率。

凹槽密度或頻率通常是指定的，這是凹槽間距(d)的倒數。光學系統的一個關鍵特性是其色散水平，但這取決于光柵的特性和使用方式。在不知道其他系統細節的情況下，不能給光柵本身一個詳細說明，說明一定的旋轉量如何與一定的波長分離相對應。還可以指定光柵的分辨能力，這與系統的光譜分辨有關。然而，這種分辨率取決于光柵和系統的入口和出口狹縫。光柵的分辨率(R)取決于光譜階數(m)和照明下凹槽的數量(N)：

光照下通常有很多凹槽，以至于入口和出口狹縫是系統分辨率的限制因素，而不是光柵。效率曲線也可用于驗證將在應用中使用的所有波長上的衍射水平。

光柵應至少與入射光錐或光束一樣大，否則來自邊緣的光將丟失。因此，光柵應始終填充不足，以防止雜散光在系統周圍反彈并產生虛假信號。

光柵類型

反射光柵與透射光柵

最廣泛的兩類衍射光柵是反射光柵和透射光柵。圖1和圖2顯示了反射光柵，其本質上是具有微觀凹槽的反射鏡。所有衍射級都以不同的角度反射出光柵。透射光柵類似于具有微小凹槽的透鏡，并且所有衍射級都透射通過光柵，但以方程1所示的角度偏移。

刻線光柵與全息光柵

反射光柵和透射光柵都可以進一步分為刻線光柵或全息光柵，它們在創建凹槽輪廓的方式上有所不同。刻線光柵中的凹槽通過機械方式刻入或切割到零件中，而全息光柵中的溝槽則通過光學方式引入。在全息光柵中，一種稱為光致抗蝕劑的光敏材料沉積在基底上，并暴露在與光致抗抗蝕劑相互作用的光學干涉圖案中。然后使用化學物質去除殘留的光致抗蝕劑，留下光柵圖案。刻線光柵通常具有三角形凹槽，如圖1所示，而全息光柵通常具有正弦凹槽(圖3和圖4)。

圖3：刻線衍射光柵通常具有三角形凹槽。

圖4：全息衍射光柵通常具有正弦凹槽

中階梯光柵

中階梯光柵的特征是比其他光柵具有更高的凹槽間距或更低的凹槽密度，通常約為10倍，但有時高達100倍。以高入射角(α)照射中階梯光柵將產生高色散、高分辨率和低偏振依賴性的效率。這些光柵非常適合需要高分辨率的情況，例如靈敏的天文儀器和追求原子分辨率的系統。

平面光柵與凹面光柵

所有上述光柵類型都可以再次分解為平面光柵和凹面光柵，這描述了它們的整體形狀。平面光柵是平坦的，而且更加常見。如果它們的凹槽是直的并且等距，光柵是平的，并且入射光是準直的，那么所有衍射光都將被準直。這在許多應用中是有益的，因為系統的聚焦特性與波長無關。與凹面光柵相比，平面光柵通常還降低了系統復雜性。凹面光柵是彎曲的，因此要么會聚光，要么發散光。這對于減少系統中所需的光學組件的總數是有用的，但系統的聚焦特性將取決于波長。

審核編輯 黃宇