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光栅概念的出现已经有两百多年了,也许你只是第一次听说，但是它的确在时时刻刻改变着我们的生活，这篇博客将带您了解你所不不清楚的 光栅器件。 我们所说的光栅有时候也成为衍射光栅，它的结构其实就是在一块平整的玻璃或金属片上面刻上一条条平行的刻线。貌似非常简单的结构其实制备起来是非常复杂的，你可能想不到在一毫米的距离内要刻上几千条甚至上万条的狭缝，目前能独立拥有光栅刻划机的国家也只有为数不多的几个。利用单色平行光通过光栅狭缝后产生的明暗相间的条纹，有时候我们也成为谱线，由于狭缝很多，所以能达到很高的分辨率。传统的衍射光栅用于摄谱仪进行光谱分析，而新型的光栅已大量应用于光学精密测量控制，激光器，光通信等诸多领域。 一光纤光栅传感器 光纤光栅传感器是基于两根或者两段具有不同温度和应变响应灵敏度的光纤制成的。通过确定两个光纤光栅的温度与应变响应灵敏度系数，利用两个二元一次方程解出温度与应变。
原理演示视频
与传统传感器相比，光纤光栅传感器的传感头结构简单，体积小，重量轻。能够测量结构内部的应力和应变等，具有抗腐蚀，抗电磁干扰的特点，适合于恶劣环境中工作。下图所示为用于测量位移的光纤光栅传感器，适合在恶劣的环境下长期监测建筑物、地基、边坡分层引起的位移变化。 下图是光纤光栅传感器在军事上面的应用，这是美国的KNM Skjold快速巡逻艇，上面有56个光纤光栅传感器组成光纤传感系统，分辨率高，无电磁干扰。
二光栅尺
常见光栅的工作原理都是根据物理上莫尔条纹的形成原理进行工作的。当使指示光栅上的线纹与标尺光栅上的线纹成一角度来放置两光栅尺时，必然会造成两光栅尺上的线纹互相交叉，形成明暗相间的莫尔条纹。随着光栅的移动，莫尔条纹也随之上下移动。这样就把对光栅栅距的测量转换为对莫尔条纹个数的测量。在光栅的一个莫尔条纹宽度内，按照一定间隔放置光电器件还能实现电子细分和判向功能。如果是100线对/mm的光栅尺，经过细分后能达到2.5um，在工业上属于高精度。
光栅安装演示视频
三 激光干涉仪 激光干涉仪，以激光波长为已知长度，利用迈克耳逊干涉系统进行通用长度的测量。能够用来测量位置,速度,角度等工作。下图为利用激光干涉仪测量进行机床加工的过程，在被测的移动物体上面放置反射棱镜，通过固定反射镜和可动反射镜反射回来会合在分光镜上产生干涉条纹。干涉条纹对测量位移是非常重要的，通过接收器中的光电转换元件和电子线路转换为电脉冲数，而激光的波长是已知的，从而能轻松计算出反射镜的位移量L。
激光干涉移的测量分辨率能达到1nm，能够应用于高精度的加工机床，三座标测量机和光刻机等。
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发表于 2013-11-11 14:09:00
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