由大量等寬等間距的平行狹縫構成的光學器件稱為光柵，光柵是結合數碼科技與傳統印刷的技術，能在特製的膠片上顯現不同的特殊效果。大尺寸光柵的製造難題就在大於米級或半米級的尺度上，全程保持由於1/50波長的位置控制精度，這是一個嚴峻的挑戰。這裡介紹我們發明的達曼光柵並行雷射直寫技術，通過旋轉達曼光柵獲得優於亞納米的調諧精度，用於解決大尺寸光柵的製造難題。
8月上旬，中國科學院長春光學精密機械與物理研究所承擔的「FASOT大面積中階梯光柵」項目驗收評審。
該項目研製的6塊300mm×500mm大尺寸中階梯光柵是目前世界上應用刻劃光柵中單塊面積最大的光柵，用於基金委國家重大科研儀器研製項目「光纖陣列太陽光學望遠鏡(FASOT)研製」。
什麼是階梯光柵
是一種刻線密度較低，但刻線的形狀是針對高入射角，即高衍射階數的衍射光柵。
高衍射階數可以使光譜發生進一步色散，從而為探測器提供更詳細的特徵。階梯光柵和其他類型的衍射光柵一樣使用於光譜儀與其他類似儀器。階梯光柵最常用在高解析度橫向色散攝譜儀，尤其是太陽系外行星探測器上，例如高精度徑向速度行星搜索器、印度物理研究實驗室先進徑向速度全天巡天等許多天文儀器。一般可分為大、中、小三種。一般而言，每毫米內刻10條線以下的叫大階梯光柵。每毫米內刻10至400條線，稱之為中階梯光柵。400條以上的稱之為小階梯光柵。
衍射光柵是光柵的一種。它通過有規律的結構，使入射光的振幅或相位(或兩者同時)受到周期性空間調製。衍射光柵在光學上的最重要應用是作為分光器件，常被用於單色儀和光譜儀上。實際應用的衍射光柵通常是在表面上有溝槽或刻痕的平板。這樣的光柵可以是透射光柵或反射光柵。可以調製入射光的相位而不是振幅的衍射光柵也能生產。通常所講的衍射光柵是基於夫琅禾費多縫衍射效應工作的。描述光柵結構與光的入射角和衍射角之間關係的公式叫「光柵方程」。波在傳播時，波陣面上的每個點都可以被認為是一個單獨的次波源；這些次波源再發出球面次波，則以後某一時刻的波陣面，就是該時刻這些球面次波的包絡面(惠更斯原理)。
階梯光柵的原理
和其他種衍射光柵一樣的是，階梯光柵在概念上同樣是由許多寬度與所衍射光源的波長相近的狹縫所組成。垂直入射標準光柵的單一波長光線會在特定角度被衍射到中央零階和連續的高階區域，衍射程度取決於光柵密度與波長比和選擇的階數而定。各高階衍射的分離角度單調遞減且達到極為接近的程度，但低階部分會完全分離。衍射圖案的強度可以透過改變光柵傾斜角改變。反射光柵的部分(光柵孔被高反射率平面取代)可以傾斜以散射大部分光源到使用者需要的方向(以及特定衍射階數)。對於多波長光源是可以實現的，但較高階的長波長衍射光可能覆蓋較短波長的較低一階光線，這通常是使用者不想要發生的副作用。
然而，階梯光柵的設計則是故意讓較高階衍射光線覆蓋，並且閃爍狀態被優化以應用在多個高階衍射光重疊的狀態。因為重疊光線無法直接應用，必須在光路上再垂直裝設一個二次色散元件(光柵或稜鏡)才能在光束路徑上以按照階數分開不同階衍射光線或交叉分離。因此，產生的光譜會是一整條投影在特定成像面，包含不同波長，但有少數區域重疊的連續性多波段帶狀傾斜圖案。正是這樣的設計可克服寬波段高解析度光譜設備成像問題。因此常用於極長的線性感測器陣列或者會產生強散焦像差等其他種類像差的光學系統使用。階梯光柵讓容易製造的二維感測器陣列是可行的，並因此減少了量測時間與增加效率。
延伸閱讀：
光纖陣列太陽光學望遠鏡(簡稱FASOT)
中國科學院雲南天文臺屈中權研究員等提出的FASOT，是基於他們最初推出的具有原創意義的偏振分析器結合在國外得到廣泛應用的積分視場單元(IFU)技術的一臺新型的太陽觀測儀器。它致力於獲得太陽大氣中物質和能量(尤其是磁場能量)從光球底層到色球高層的精確傳輸過程信息。利用其對觀測區域進行高時間解析度和高偏振測量精度結合觀測的特點，我們可以發現太陽大氣中新的快變現象，也能通過以上信息使我們更深刻地理解太陽大氣中特別是對空間天氣有決定影響的爆發現象。該望遠鏡的創新性得到了國內外權威人士的充分肯定。
新聞來源：中國科學院長春光學精密機械與物理研究所