當(dāng)一束復(fù)合光線(xiàn)進(jìn)入光譜儀的入射狹縫，首先由光學(xué)準(zhǔn)直鏡準(zhǔn)直成平行光，再通過(guò)衍射光柵色散為分開(kāi)的波長(zhǎng)（顏色）。利用不同波長(zhǎng)離開(kāi)光柵的角度不同，由聚焦反射鏡再成像于出射狹縫。通過(guò)電腦控制可精確地改變出射波長(zhǎng)。

光柵基礎(chǔ)
　　光柵作為重要的分光器件，他的選擇與性能直接影響整個(gè)系統(tǒng)性能。為更好協(xié)助用戶(hù)選擇，在此做一簡(jiǎn)要介紹。
　　光柵分為刻劃光柵、復(fù)制光柵、全息光柵等。刻劃光柵是用鉆石刻刀在涂有金屬的表面上機(jī)械刻劃而成；復(fù)制光柵是用母光柵復(fù)制而成。典型刻劃光柵和復(fù)制光柵的刻槽是三角形。全息光柵是由激光干涉條紋光刻而成。全息通常包括正弦刻槽?？虅澒鈻啪哂醒苌湫矢叩奶攸c(diǎn)，全息光柵光譜范圍廣，雜散光低，且可作到高光譜分辨率。

光柵方程
　　反射式衍射光柵是在襯底上周期地刻劃很多微細(xì)的刻槽，一系列平行刻槽的間隔與波長(zhǎng)相當(dāng)，光柵表面涂上一層高反射率金屬膜。光柵溝槽表面反射的輻射相互作用產(chǎn)生衍射和干涉。對(duì)某波長(zhǎng)，在大多數(shù)方向消失，只在一定的有限方向出現(xiàn)，這些方向確定了衍射級(jí)次。如圖1所示，光柵刻槽垂直輻射入射平面，輻射與光柵法線(xiàn)入射角為α，衍射角為β，衍射級(jí)次為m，d為刻槽間距，在下述條件下得到干涉的極大值：
mλ=d（sinα+sinβ）
　　定義φ為入射光線(xiàn)與衍射光線(xiàn)夾角的一半，即φ=（α-β）/2；θ為相對(duì)與零級(jí)光譜位置的光柵角，即θ=（α+β）/2,得到更方便的光柵方程：
　　mλ=2dcosφsinθ
　　從該光柵方程可看出：
　　對(duì)一給定方向β，可以有幾個(gè)波長(zhǎng)與級(jí)次m相對(duì)應(yīng)λ滿(mǎn)足光柵方程。比如600nm的一級(jí)輻射和300nm的二級(jí)輻射、200nm的三級(jí)輻射有相同的衍射角。
　　衍射級(jí)次m可正可負(fù)。
　　對(duì)相同級(jí)次的多波長(zhǎng)在不同的β分布開(kāi)。
　　含多波長(zhǎng)的輻射方向固定，旋轉(zhuǎn)光柵，改變α，則在α+β不變的方向得到不同的波長(zhǎng)。
如何選擇光柵
選擇光柵主要考慮如下因素：
刻槽密度G=1/d，d是刻槽間隔，單位為mm。
閃耀波長(zhǎng)
　　閃耀波長(zhǎng)為光柵最大衍射效率點(diǎn)，因此選擇光柵時(shí)應(yīng)盡量選擇閃耀波長(zhǎng)在實(shí)際需要波長(zhǎng)附近。如實(shí)際應(yīng)用在可見(jiàn)光范圍，可選擇閃耀波長(zhǎng)為500nm。
光柵刻線(xiàn)
　　光柵刻線(xiàn)多少直接關(guān)系到光譜分辨率，刻線(xiàn)多光譜分辨率高，刻線(xiàn)少光譜覆蓋范圍寬，兩者要根據(jù)實(shí)驗(yàn)靈活選擇。
光柵效率
　　光柵效率是衍射到給定級(jí)次的單色光與入射單色光的比值。光柵效率愈高，信號(hào)損失愈小。為提高此效率，除提高光柵制作工藝外，還采用特殊鍍膜，提高反射效率。
光柵光譜儀重要參數(shù)：
分辨率（resolution）
　　光柵光譜儀的分辨率R是分開(kāi)兩條臨近譜線(xiàn)能力的度量，根據(jù)瑞利判據(jù)為：
　　R==λ/Δλ
　　光柵光譜儀有實(shí)際意義的定義是測(cè)量單個(gè)譜線(xiàn)的半高寬（FWHM）。實(shí)際上，分辨率依賴(lài)于光柵的分辨本領(lǐng)、系統(tǒng)的有效焦長(zhǎng)、設(shè)定的狹縫寬度、系統(tǒng)的光學(xué)像差以及其它參數(shù)等。
　　R∝M.F/W
M--光柵線(xiàn)數(shù)　　F--譜儀焦距　　W--狹縫寬度
色散
　　光柵光譜儀的色散決定其分開(kāi)波長(zhǎng)的能力。光譜儀的倒線(xiàn)色散可計(jì)算得到：沿單色儀的焦平面改變距離χ引起波長(zhǎng)λ的變化，即：
Δλ/Δχ=dcosβ/nF
　　這里d、β、F分別是光柵刻槽的間距、衍射角和系統(tǒng)的有效焦距，n為衍射級(jí)次。由方程可見(jiàn)，倒線(xiàn)色散不是常數(shù)，它隨波長(zhǎng)變化。在所用波長(zhǎng)范圍內(nèi)，改變化可能超過(guò)2倍。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，在本樣本中，用1200l/mm光柵色散的中間值（典型的為435.8nm）時(shí)的倒線(xiàn)色散。
帶寬
　　帶寬是忽略光學(xué)像差、衍射、掃描方法、探測(cè)器像素寬度、狹縫高度和照明均勻性等，在給定波長(zhǎng)，從光譜儀輸出的波長(zhǎng)寬度。它是倒線(xiàn)色散和狹縫寬度的乘積。例如，單色儀狹縫為0.2mm，光柵倒線(xiàn)色散為2.7nm/mm，則帶寬為2.7*0.2=0.54nm。
波長(zhǎng)精度、重復(fù)性和準(zhǔn)確度
　　波長(zhǎng)精度是光譜儀確定波長(zhǎng)的刻度等級(jí)，單位為nm。通常，波長(zhǎng)精度隨波長(zhǎng)變化，本樣本中為最壞的情況。
　　波長(zhǎng)重復(fù)性是光譜儀設(shè)定一個(gè)波長(zhǎng)后，改變?cè)O(shè)定，再返回原波長(zhǎng)的能力。這體現(xiàn)了波長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)機(jī)械和整個(gè)儀器的穩(wěn)定性。卓立漢光的光譜儀的波長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)和機(jī)械穩(wěn)定性好，其重復(fù)性超過(guò)了波長(zhǎng)精度