由大量等寬等間距的平行狹縫組成的光學(xué)器件稱為光柵，如圖4-31所示。光柵上的刻線(不透明)稱為柵線，寬度為a;縫隙(透明)寬度為b;柵距(也稱為光柵常數(shù))W=a+b。一般情況下a=b，也可做成a:b=1.1:0.9。

圖 4-31 光柵a)光柵外形 b)光柵條紋

光柵由標(biāo)尺光柵和指示光柵組成，指示光柵安裝在機(jī)床的移動(dòng)部件上，標(biāo)尺光柵安裝在機(jī)床的固定部件上，它們之間保持0.05mm 或0.1mm 的間隙，

1.光柵的分類

(1)按用途分類。

按照光柵的用途可以分為物理光柵和計(jì)量光柵，前者的刻線比后者細(xì)密。物理光柵主要利用光的衍射現(xiàn)象，通常用于光譜分析和光波長的測定等方面;計(jì)量光柵主要利用光柵的莫爾條紋原理，被廣泛應(yīng)用于位移的精密測量與控制中。本任務(wù)介紹的光柵屬于計(jì)量光柵。

計(jì)量光柵按其透射形式可分為透射光柵和反射光柵。

1)透射光柵:在磨制的光學(xué)玻璃上或在玻璃表面感光材料的涂層上刻成光柵線紋。光源可以采用垂直人射光，光電元件直接接收光照。因此信號幅值比較大，信噪比好。光電轉(zhuǎn)換電路結(jié)構(gòu)簡單，且根據(jù)測量精度的要求，其線性密度有10線/mm、25 線/mm、50 線/mm、100線/mm、250 線/mm 等幾種規(guī)格。但是由于玻璃體易破裂，熱膨脹系數(shù)與金屬部件不一致，影響測量精度。

2)反射光柵:光柵和機(jī)床金屬部件的熱膨脹系數(shù)一致，它們可以連接起來加長使用，也可用鋼帶做成長達(dá)數(shù)米的長光柵。為了使反射后的莫爾系數(shù)反差較大，每毫米內(nèi)線紋不宜過多，常用4、10、25、40、50線/mm。

(2)按應(yīng)用分類。

按照光柵的應(yīng)用分，有測量線位移的長光柵和測量角位移的圓光柵。

1)長光柵:刻劃在玻璃尺上的光柵，稱為長光柵，其刻線相互平行，用于測量長度或線位移，如圖 4-32 所示。

2)圓光柵:在圓盤玻璃上刻線，用來測量角度或角位移，如圖4-33 所示。

(3)按柵線形式分類。

按照柵線形式分類有黑白光柵(幅值光柵)和閃耀光柵(相位光柵)。

1)黑白光柵:利用照相復(fù)制工藝加工而成，其線與縫隙為黑白相間結(jié)構(gòu)。

2)閃耀光柵:橫斷面呈鋸齒狀，常用刻劃工藝加工而成。

目前已經(jīng)發(fā)展出了激光全息光柵和偏振光柵等新型光柵。