衍射光柵是一種高分辨率的光學色散元件。隨著衍射光柵制造技術的不斷發展，各類型的光柵相繼而出，光柵的用途也日益廣泛，如今衍射光柵不僅可用于光譜學，還能廣泛用于慣性約束聚變、激光加工、天文、計量、光通訊、AR顯示等眾多領域。

03光柵在同步輻射中應用

同步輻射是速度接近光速的帶電粒子在磁場中作圓周運動時，沿切線方向發出的電磁輻射，現已成為一種具有廣泛應用的高性能光源，在原子分子物理、凝聚態物理、材料科學、光化學、表面物理、醫學、分子生物學等許多科學技術領域中均有廣泛應用。

從儲存環輻射出的光譜覆蓋x射線到遠紅外，根據不同的實驗要求可以通過光束線來選取不同的波段。光束線是指儲存環和實驗站之間的連接部分，由前置鏡、衍射光柵、后置鏡等構成。光柵單色器通常采用恒偏角配置，即入射光與經光柵的衍射光，兩者之間的夾角固定，通過轉動光柵改變入射角，來改變出光的波長，實現將同步輻射光單色化的作用。

在低能區的同步輻射光源中，常用的光柵有真空紫外閃耀光柵、軟X射線Laminar光柵和變間距光柵等幾種。

04光柵在光譜合束中應用

半導體激光器及其泵浦的光纖激光器等具有高電光轉換效率、壽命長、體積小和質量小等優點，廣泛用于材料加工、醫療、通訊以及軍事技術等領域。高功率激光器的研制是國家科技部門關注的重點方向之一，而激光合束技術是進一步提高激光器功率以及光束質量的關鍵技術。高功率激光器合束方式包括常規激光合束(TBC)、密集波長合束(DWDM)和光譜合束(SBC)等。光譜合束技術具有合束效率高、合束光束質量好的特點，因而被廣泛用于各類kW甚至數十kW級激光器的研制。應用于光纖激光器光譜合束時，該技術能在較為寬松的條件下，采用中心波長不同、譜寬窄的多束單模光纖激光進行光譜合束，實現近衍射極限的高能激光輸出。

光譜合束激光器一般由激光光源、轉換透鏡、衍射光柵及輸出耦合鏡組成。光柵位于轉換透鏡后焦面，激光光源輸出不同波長的激光經轉換透鏡后會聚于衍射光柵上一點；不同波長、不同入射角的激光經衍射光柵后，-1級衍射光以相同角度出射，并經輸出耦合鏡輸出，從而獲得高功率及高光束質量激光。

多光束合成技術是實現高功率和高光束質量激光輸出的重要技術途徑。通過特定的合束方法不僅可以提升輸出激光功率，還可以保證輸出激光具有優良的光束質量。總之，光譜合成技術主要是利用光柵的色散能力，通過色散的逆過程將多個具有不同中心波長、以不同角度入射的窄線寬激光以共孔徑出射的方式實現光束合成。

審核編輯：湯梓紅