光柵用于各種不同的應用，但常見的系統包括：

單色儀

單色儀使用凹面或平面光柵以及凹面鏡從入射光中選擇窄波段。如果白色光源入射到其中一個設備上，它們可以過濾掉除預期窄輸出波段外的所有波長。圖1展示了單色儀如何旋轉光柵，從而允許不同波長通過出射狹縫，而所有其他波長都被阻擋。

圖1：平面光柵單色儀(頂部)和凹面光柵單色器(底部)都旋轉光柵，掃描出射狹縫上的衍射級，并精確確定哪些波長可以離開設備

光譜儀光譜儀像單色儀一樣分割寬帶光源的波長，但它們沒有移動部件。相反，所有分離的波長都在探測器陣列上同時成像(圖2)。每個波長被成像到不同的像素集，從而允許設備確定寬帶源中存在的每個波長的量。當需要快速分析光譜時，通常使用光譜儀，因為無需在檢測器上掃描不同波長，從而節省了時間。

圖2：平面光柵光譜儀(頂部)和凹光柵光譜儀(底部)都使用固定光柵將入射波長分離到探測器陣列上的不同像素中

激光調諧

有幾種不同的方式可以使用衍射光柵來調諧激光器的光譜輸出或縮小輸出波段。光柵可以旋轉，使激光輸出僅為特定的衍射級，光柵可以在反射鏡旋轉以過濾輸出波段時保持靜止，光柵可以取代激光器中的反射鏡，使輸出波段變窄(圖3)。

圖3：這三種設置顯示了光柵用于調諧激光器輸出波長或縮小輸出波長范圍的不同方式

激光脈沖壓縮、拉伸和放大

脈沖持續時間短的激光脈沖，如超快激光脈沖，通常具有高峰值功率，會損壞敏感的光學涂層和組件。為了避免這種情況，有時使用一對衍射光柵來拉伸脈沖，增加其脈沖持續時間并降低其峰值功率。然后，這個拉伸的脈沖可以通過光學放大器，并在不損壞任何光學組件的情況下增加其功率。反向配置中的另一個光柵對可以在放大器之后壓縮脈沖持續時間，從而在目標處產生短的高功率脈沖(圖4)。

圖4：光柵可用于脈沖激光系統，既可增加脈沖持續時間以防止系統中激光引起的損傷，也可減少脈沖持續時間，以在目標處產生高功率脈沖

審核編輯 黃宇