斜齒光柵作為一種特殊結(jié)構(gòu)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(shù)要求與應(yīng)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(gòu)設(shè)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(gòu)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(gòu)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(gòu)。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(gòu)。其結(jié)構(gòu)關(guān)鍵在于“傾斜角度”與“螺旋導(dǎo)程”的精準(zhǔn)控制——傾斜角度決定光的偏轉(zhuǎn)方向，螺旋導(dǎo)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(shè)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(gòu)展開：機(jī)械刻劃通過金剛石刻刀沿固定方向往復(fù)運(yùn)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(gòu)；復(fù)制成型則通過平面模板壓印實現(xiàn)批量生產(chǎn)，設(shè)備以平面加工機(jī)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(zhǔn)成型”，工藝復(fù)雜度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)光柵，核心工藝有兩種：一是五軸聯(lián)動機(jī)械刻劃，需配備五軸精密刻劃機(jī)床，通過控制刻刀的傾斜角度與運(yùn)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(fù)制成型難度極大，需制作三維傾斜結(jié)構(gòu)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(shè)備能實現(xiàn)批量生產(chǎn)。?

　　三、性能特點：光學(xué)功能與應(yīng)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(gòu)實現(xiàn)光的波長分離、方向篩選或強(qiáng)度調(diào)制，適用于靜態(tài)光學(xué)系統(tǒng)，如實驗室光譜分析、顯示設(shè)備的背光調(diào)制等。其性能評價指標(biāo)以“色散率”“分辨率”為主，強(qiáng)調(diào)平面內(nèi)的光學(xué)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(gòu)，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(xué)系統(tǒng)。其性能評價指標(biāo)以“偏轉(zhuǎn)角度范圍”“掃描速率”“光束穩(wěn)定性”為主，強(qiáng)調(diào)三維空間內(nèi)的光學(xué)調(diào)控能力。?

　　四、應(yīng)用領(lǐng)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(yīng)用于“靜態(tài)光學(xué)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(fèi)電子等領(lǐng)域，市場需求大且技術(shù)成熟。?

　　斜齒光柵則聚焦于“動態(tài)光學(xué)調(diào)控”場景，如激光雷達(dá)、量子通信、高精度陀螺、3D傳感等，多應(yīng)用于新能源汽車、航空航天、量子科技等新興領(lǐng)域，技術(shù)壁壘高，目前以定制化生產(chǎn)為主，批量應(yīng)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(gòu)的限制，實現(xiàn)了三維光學(xué)調(diào)控功能，但同時也面臨加工復(fù)雜度高、成本高、精度控制難等挑戰(zhàn)。二者并非替代關(guān)系，而是針對不同光學(xué)需求的差異化技術(shù)路徑，分別支撐著靜態(tài)光學(xué)分析與動態(tài)光學(xué)調(diào)控兩大領(lǐng)域的發(fā)展。