我们都知道光栅可分为圆光栅和长光栅,分别用于测量转角和直线位移。今天我们一起来学习光栅的其中一个类型-圆

光栅。

它的载体为圆形的光栅。有径向光栅和切向光栅两种。径向光栅的栅线之延长线全部通过同一圆心；切向光栅的

全部刻线与一个同心小圆相切，该小圆半径很小，只有零点几到几毫米。它主要用来计量转动的角位移量，且

多用透射式的   。

它也称为光栅盘，用来测量角度或角位移。根据栅线刻画的方向圆光栅可分为两

种：一种是径向光栅．其栅线的延长线全部通过光栅盘的圆心；另一种是切向光栅，其全部栅线与一个和光栅盘同

心的直径只有零点几毫米或几毫米的小圆相切。

我们刻划一直采用接触复印法。所谓接触复印法，就是光栅的刻线，不是通过光学成象镜头缩微光刻所得，

而是由模板与涂有感光胶膜的工件直接接触曝光潜影显象所得。这样刻制的光栅线纹质量好、效率高，同时也能

提高制造它的精度。接触复印法制造是在圆刻度机上进行的，刻划机 是由圆刻度机改装而成。取

掉圆刻度机原来的刻划刀架，在其刀桥上安装一个光刻刀架。光刻刀架由光源(脉冲氛灯) 、柱面镜和装有单线或扇形

模板抬落的“小船”组成。

接触复印法制造圆光栅，大体分为两步：
1 ) 扇形模板的制备 在镀有铝膜的薄平板玻璃（一 般采用光谱干板）上，用钻石刀、宝石刀或者金属刀刻划出一条壳

线，称为单线。它的宽度取决于它的刻线宽、周期和圆刻机的最小分度。
圆光栅的刻线呈扇形，而不是一个矩形。 所以，一般线宽在0。01毫米左右时，单线取光栅线宽的一半。为了保证光

栅刻线的扇形性和易于刻出理想的单线，当光栅刻线较宽时，单线就更细些。
将选用 的单线装于光刻刀架的“ 小船 ” 上，按要求调整好直径、偏心和水平，并调好圆刻度机的进给量场进光刻扇形。

扇形的宽窄视光栅刻线的中径而定，一般60进制的小光栅盘的扇形宽度选为1°，大光栅盘的扇形宽度选为1°/ 2，即

用这样的扇形模板刻制整个光栅盘时，圆刻度机只需进给、曝光360次或720次。 也就是在光照均匀的前提下，尽量把

扇形做得大些，以便刻制光栅盘时时间短，这样才能既效率高又保证刻划精度。光刻出的扇形刻线是黑线亮背景，不能

做为模板使用，必须将其复制成刻线四周不透光的扇形模板。扇形模板用虫胶或者 光刻胶复制，复制得到的铬扇形模

板在多次接触光刻光栅盘时比较耐磨损，经得起使用。
2) 光栅盘的刻制 将经过检验合格的扇形模板装在光刻刀架的“ 小船 ” 上，调整好偏心、水平，使圆刻度机的每次进给

转角正好等于扇形模板所包含的角度，进 行试刻。当试刻出的它在每一个扇形模板相接处的刻线宽与其他处 一样

时，即是扇形模板的直径已调好。而后通过直观法把试刻得到的两段迭加，将莫尔条纹调整到合适的宽度。看

其是否突变。 若条纹均匀，反差强，光滑无突起则为调整好了。
将涂有火棉胶感光膜的工件置于圆刻度机的工作台上，调整工件对圆刻度机旋转中心的偏心和水平，开启闪光

灯电源，待闪光和工件稳定一段时间后，就可进行接触复印光刻圆光栅。
经过曝光复印的工件。需潜象处理 ( 即显影 、 定影 ) 才能得 到所要求图象的光栅，若发现线纹不够黑或黑 白比没有

达到要求时，还可 以进行第二次显影 (一般称为加厚) 。刻制在超微粒干板或火棉胶层上，因是有底层的 ，其

牢固度较差，经不起摩擦，并且均匀性也差。为 了克服这些弱点，我们 从 75年开始进行用紫外光 曝光光刻胶来制造光

栅 。经过几 年来 的实践，已将先胶后铬的工艺改为先铬后胶，也将光刻系统逐步完善为接近式的光刻头。
复制
光栅复制一般有虫胶镀铬和光刻胶曝光复制两种。
l ) 虫胶复制
虫胶复制的工艺流程是：
毛坯清洁处理、涂胶、 曝光、显影、镀铬
2 ) 光刻胶复制
光刻胶复制的工艺流程是：
镀铬、涂胶、预烘` 曝光、显影、 坚膜、腐蚀、清洁处理
采用光刻胶复制圆光栅、有接触式和接近式两种  。

圆光栅的应用
它能够确定坐标的角度位置， 因此被用在光电经纬仪、 雷达和高炮指挥仪上。例如雷达系统，

雷达的工作主要是其天线自动跟踪目标。在测距雷达中，虽然可以测得目标距雷达的距离，但不能对目标进行空间定

位。如果在雷达天线的两个轴 (方位轴和水平轴)上各加一个编码器，那么雷达天线跟踪目标时，就可由编码器将此目

标的空间角位置以数码的形式显示出来，并可达到实时输 出的目的。

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