斜齒光柵作為一種特殊結(jié)構的光柵，其溝槽與光柵基底呈一定傾斜角度，相較于傳統(tǒng)光柵，在加工原理、技術要求與應用場景上均存在顯著差異。二者的核心區(qū)別體現(xiàn)在結(jié)構設計、加工工藝、精度控制及功能定位等多個層面，具體差異如下：?
 

　　一、結(jié)構特征：溝槽形態(tài)與空間維度的本質(zhì)不同?

　　傳統(tǒng)光柵的核心結(jié)構是“周期性平行溝槽”，溝槽方向與光柵表面垂直或平行于光柵邊緣，屬于二維平面內(nèi)的周期性結(jié)構。例如，光譜儀用衍射光柵的溝槽呈平行排列，垂直于光柵的長度方向，僅在平面內(nèi)實現(xiàn)光的分光與衍射。?

　　斜齒光柵的溝槽則呈現(xiàn)“螺旋狀或傾斜狀”，溝槽與光柵基底表面形成5°-45°的傾斜角，且沿光柵圓周或長度方向呈螺旋式分布，屬于三維空間的周期性結(jié)構。其結(jié)構關鍵在于“傾斜角度”與“螺旋導程”的精準控制——傾斜角度決定光的偏轉(zhuǎn)方向，螺旋導程決定周期密度。例如，激光掃描用斜齒光柵的溝槽沿圓柱面螺旋排列，轉(zhuǎn)動時可實現(xiàn)光束的連續(xù)偏轉(zhuǎn)，這是傳統(tǒng)平面光柵無法實現(xiàn)的功能。?

　　二、核心工藝：加工方式與設備需求的顯著差異?

　　傳統(tǒng)光柵加工以“平面周期性刻劃”為核心，主流工藝均圍繞二維平面結(jié)構展開：機械刻劃通過金剛石刻刀沿固定方向往復運動形成平行溝槽；全息光刻利用平面內(nèi)的激光干涉條紋形成周期性結(jié)構；復制成型則通過平面模板壓印實現(xiàn)批量生產(chǎn)，設備以平面加工機床、光刻曝光臺為主。?

　　斜齒光柵加工需實現(xiàn)“三維傾斜溝槽的精準成型”，工藝復雜度遠高于傳統(tǒng)光柵，核心工藝有兩種：一是五軸聯(lián)動機械刻劃，需配備五軸精密刻劃機床，通過控制刻刀的傾斜角度與運動軌跡，在圓柱或平面基底上刻劃出螺旋狀溝槽，刻刀角度需實時與溝槽傾斜角度匹配，加工精度需控制在微米級；二是傾斜干涉全息光刻，通過調(diào)整兩束相干激光的入射角度與方位，在光刻膠表面形成傾斜的干涉條紋，經(jīng)顯影后得到傾斜溝槽，需配備可旋轉(zhuǎn)的光刻平臺與多維度激光調(diào)整系統(tǒng)。此外，斜齒光柵的復制成型難度極大，需制作三維傾斜結(jié)構的母模板，且壓印時需保證模板與基底的傾斜角度全匹配，目前僅少數(shù)設備能實現(xiàn)批量生產(chǎn)。?

　　三、性能特點：光學功能與應用場景的差異化定位?

　　傳統(tǒng)光柵的核心功能是“光的分光、衍射與濾波”，利用二維周期性結(jié)構實現(xiàn)光的波長分離、方向篩選或強度調(diào)制，適用于靜態(tài)光學系統(tǒng)，如實驗室光譜分析、顯示設備的背光調(diào)制等。其性能評價指標以“色散率”“分辨率”為主，強調(diào)平面內(nèi)的光學性能一致性。?

　　斜齒光柵的核心功能是“光的三維偏轉(zhuǎn)與掃描”，利用傾斜溝槽的螺旋結(jié)構，轉(zhuǎn)動時可實現(xiàn)光束的連續(xù)角度偏轉(zhuǎn)或軌道角動量調(diào)控，適用于動態(tài)光學系統(tǒng)。其性能評價指標以“偏轉(zhuǎn)角度范圍”“掃描速率”“光束穩(wěn)定性”為主，強調(diào)三維空間內(nèi)的光學調(diào)控能力。?

　　四、應用領域：從靜態(tài)分析到動態(tài)調(diào)控的場景分化?

　　傳統(tǒng)光柵廣泛應用于“靜態(tài)光學分析與調(diào)制”場景，如天文光譜儀、分光光度計、條形碼掃描器、LCD背光模組等，覆蓋科研、工業(yè)檢測、消費電子等領域，市場需求大且技術成熟。?

　　斜齒光柵則聚焦于“動態(tài)光學調(diào)控”場景，如激光雷達、量子通信、高精度陀螺、3D傳感等，多應用于新能源汽車、航空航天、量子科技等新興領域，技術壁壘高，目前以定制化生產(chǎn)為主，批量應用仍在拓展階段。?

　　綜上，斜齒光柵加工工藝是傳統(tǒng)光柵加工工藝的延伸與升級，通過突破二維平面結(jié)構的限制，實現(xiàn)了三維光學調(diào)控功能，但同時也面臨加工復雜度高、成本高、精度控制難等挑戰(zhàn)。二者并非替代關系，而是針對不同光學需求的差異化技術路徑，分別支撐著靜態(tài)光學分析與動態(tài)光學調(diào)控兩大領域的發(fā)展。