衍射光栅的核心应用（四）

衍射光栅是一种高分辨率的光学色散元件。随着衍射光栅制造技术的不断发展，各类型的光栅相继而出，光栅的用途也日益广泛，如今衍射光栅不仅可用于光谱学，还能广泛用于惯性约束聚变、激光加工、天文、计量、光通讯、AR显示等众多领域。

07光栅在空间巡天远镜中应用

我国依托于空间站的建设，开始发展大规模多色成像与无缝光谱巡天，即中国空间站工程巡天望远镜，简称CSST。巡天模块作为构成CSST的五大模块之一，选用了数十块高衍射效率的透射光栅作为色散器件，在焦平面之前对255nm～1000nm波段的光线进行色散分离。无缝光谱巡天在观测极限星等时，很大程度上会受到光栅衍射效率的制约。

为了减少辐射信号在无用级次上的损失，往往采用非对称三角形结构，即闪耀光栅。闪耀光栅可通过改变闪耀角的大小，使得能量在不同级次上重新进行分配，利用工作级次上的高衍射效率，获得高质量的光谱图。

 

08光栅在AR光波导中应用

增强现实（Augmented Reality, AR）技术可以将虚拟信息叠加在真实环境中，实现虚拟与现实之间的交互，是一种新型显示技术，在教育、医疗、军事、导航和消费电子等领域展现出巨大的应用前景。

增强现实近眼显示设备是增强现实技术的重要组成部分，而光波导是实现增强现实近眼显示设备高性能与微型化等特性的核心光学元件。随着AR显示设备的微型化发展，具有质量轻、结构紧凑、视场角大等优势的衍射光波导，与棱镜、阵列光波导和自由曲面等技术相比，在综合性能和量产性等方面表现出一定的优势，正逐步成为AR领域极具竞争力的技术方案之一。

衍射光波导主要可分为表面浮雕光栅波导与体全息光栅波导。常用的表面浮雕光栅主要有矩形光栅、梯形光栅、锯齿形闪耀光栅和斜齿光栅等。表面浮雕光栅波导方案中通过使用亚波长尺度的表面浮雕光栅代替传统的折反射元件作为光波导中耦入、耦出和扩展区域的光学元件，从而实现对光束的调控。

　　审核编辑：汤梓红