一块光栅，同时完成色散和聚焦
罗兰光栅（Rowland Concave Grating）由美国物理学家 Henry Rowland 于 1882 年发明，把衍射光栅刻在凹面反射镜上，使光栅同时具有色散和聚焦两种功能。平面光栅光谱仪需要准直镜和聚焦镜配合，而凹面光栅自己就能把狭缝成像到焦面上。
罗兰圆原理
以光栅曲率半径 R 为直径作一个圆，让它与光栅表面在顶点处相切，这个圆就是罗兰圆。只要入射狭缝放在罗兰圆上，各个波长的衍射光也都聚焦在这个圆上——不需要额外的准直和聚焦元件。
r = R·cos α r′ = R·cos β d(sin α + sin β) = mλ
r 是狭缝到光栅的距离，r′ 是波长 λ 的焦点到光栅的距离。由于焦点排列在一段圆弧上，光谱是"弯"的：早期用弯曲的照相底片接收，现代仪器则沿罗兰圆排布多个探测器，或改用平场设计。下面的演示可以看到入射角、曲率半径和波长范围如何决定焦线的位置和弯曲程度。
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交互演示：罗兰圆上的狭缝与焦点
调节光栅曲率半径、刻线密度、入射角和波长范围。彩色圆点是各波长的焦点，它们都落在虚线罗兰圆上；绿色虚线是"用一块平面探测器代替圆弧"时的位置，可以看到中间波长的离焦。
模型说明：按罗兰圆理想几何作图（一级衍射），图中尺寸按比例缩放；未计像散。经典罗兰装置对垂直方向有较大像散，适合用于狭缝很长、只关心水平方向成像的场合。
优势与应用
- 元件少：只用光栅一个反射面，反射损耗和杂散光都少。
- 宽波段：没有透射元件，工作波段不受材料吸收限制，是真空紫外（VUV）和软 X 射线光谱仪的首选。
- 体积小：结合平场全息凹面光栅，可做成非常紧凑的微型光谱仪。
罗兰型装置广泛用于真空紫外光谱仪、等离子体诊断、同步辐射光束线和多通道直读光谱仪（ICP-OES 早期型号就是沿罗兰圆布置出射狭缝和光电倍增管）。
光谱仪选型与定制
四川森普力科技有限公司可根据波段、分辨率与体积要求推荐凹面光栅或平面光栅方案，提供标准与定制光谱测量系统。
- 紫外到近红外光谱仪选型
- 等离子体发射光谱（OES）在线监测方案
- 系统集成与软件开发
