[已解决]zemax里光栅衍射级数的确定

子月十

求助各位大佬想问个很简单但是我突然想不明白的问题。
如图所示是一个光栅衍射的仿真，在zemax中光栅的确定参数主要有刻线和衍射级数。由衍射公式dsinφ=kλ可知衍射发生的公式，为什么在zemax的光栅衍射级数中一般都用1级衍射呢？改变衍射级数是改变了光栅的衍射角吗？在实际的衍射过程中衍射级数到底是怎样影响光线的？
非常感谢大家的不吝赐教！

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Sincerely

2023-3-23 11:06

首先光栅衍射可以看做是各条缝本身的单缝衍射以及缝之间的多光束干涉叠加而成，所以最后得到的光栅后某点光强可以表示为
       I0=I*sin^2(a)/a^2*sin^2(Nr)/sin^2(r)
其中第二项是单缝衍射造成，后一项是多光束干涉结果，a正比于sinb，b也就是对应衍射角，所以当衍射级数越大，对应衍射角b越大，你最终得到的光强也就越小，所以一般直接用衍射光栅都会采用正负一级。

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ken

1. K=绕射级，所以K越大角度越大，依照你写的公式可推得角度
通常光栅设计会让主要强度落在+-1级，当然你也可以不这么做。
2.实际上在光栅中，绕射级数应该是建设性干涉的结果，所以一到光栅通常都会有+-1 +-2 +-3...的级数，但强度可以依照光栅设计而有所改变

Gavin_1

因为大多数光栅相关的应用中，都是采用的1级衍射的光线。1级衍射光线能量一般比其他衍射级次高。改变衍射级次会改变光栅的衍射角，按照衍射公式发生对应级次的角偏转。实际的衍射过程是周期性微结构与电磁波相互作用的过程，光按照衍射级数出射是作用的结果，所以不存在衍射级数影响光线这种说法。

Sincerely

首先光栅衍射可以看做是各条缝本身的单缝衍射以及缝之间的多光束干涉叠加而成，所以最后得到的光栅后某点光强可以表示为
       I0=I*sin^2(a)/a^2*sin^2(Nr)/sin^2(r)
其中第二项是单缝衍射造成，后一项是多光束干涉结果，a正比于sinb，b也就是对应衍射角，所以当衍射级数越大，对应衍射角b越大，你最终得到的光强也就越小，所以一般直接用衍射光栅都会采用正负一级。

11294

因为实际上光栅衍射的效能并不完全由简单的刻线数来决定，周期性结构的占空比，结构设计，开槽方式，角度，都会影响衍射效能
但是实际生产加工中仅能做一些简单的结构，所以主极大往往落在±1级中
分析多级衍射，可以考虑系统中的杂散光，因为光栅存在的系统中，往往二级光谱会有一定的影响，造成杂散光使信号分析不准（例如光谱仪中）