光柵

　　用玻璃、樹脂或金屬製成的表面具有密集等寬等距線條的光學元件。光柵分為衍射光柵和計量光柵兩種。衍射光柵主要用於光譜分析；計量光柵用於長度測量。光柵上的線條是用金剛石刀或光刻法刻制在玻璃或金屬面上的，也常將已經刻制好的光柵複製在樹脂或玻璃上和採用全息照相法製造衍射光柵。

　　衍射光柵　每毫米約有300～1200條線（刻制）和1200～3600條線(全息照相)的玻璃或樹脂制的光柵。它是是光柵光譜儀的主要光學元件，用於分析巖石、礦物和合金等的化學成分。分析方法是：以被分析物為電極產生電弧光，經光學準直系統(見直線度測量)後射向衍射光柵。衍射光柵把電弧光分解為一束束單色平行光。將它與各種化學元素的譜線相比較即可知道被測物的化學成分。衍射光柵也常用於分析天文光譜等。

　　計量光柵　每毫米約有20～125條線的玻璃或金屬制的尺子或圓盤（圖1）。玻璃光柵用於透射式光柵測量系統；金屬光柵用於反射式光柵測量系統（見光柵測長技術）。尺子稱為光柵尺或長光柵；圓盤稱為光柵盤或圓光柵。由長的和短的光柵尺各一塊組成的光柵副稱為計量光柵副，其中短的一塊稱為指示光柵。把指示光柵按線條方向相對光柵尺交叉一個很小的角度α後，在垂直於線條方向會出現明暗相間的條紋，即所謂莫爾條紋（圖2）。當光柵尺相對指示光柵移動一個線距時，莫爾條紋也會相應地移動一個條紋距離，即莫爾條紋本身產生一次明暗的光強變化。當光柵尺與指示光柵發生連續的相對移動時，莫爾條紋的光強會產生近似正弦波的周期性變化。莫爾條紋是一種光學放大現象。它的間距遠大於光柵線條間距（約放大1/α倍，α以弧度表示）。因此可方便地利用光電轉換元件把莫爾條紋的光強變化轉換為電信號，通過電子線路計算出光柵尺的位移量。以同樣方法也可利用圓光柵副測量角位移。

　　莫爾一詞源於法語moiré。有一種法國水綢(water-ed silk)又稱莫爾綢(moirésilk)。它折疊起來會出現類似波紋狀的花樣。莫爾條紋現象是英國人瑞利於1874年發現的。初時應用於檢驗光柵刻制質量。由於技術條件限制，直至20世紀50年代初才開始應用於光柵測量系統。

參考書目

　J.Guild，Theory of Moiré Fringes，Clarendon Pr.，Oxford，1956.

　J.Guild，Practical Guild to the Metrological Use of Moiré Fringes，Oxford Univ.Pr.，Oxford，1960.