回折格子
ここでは周期的に並んだ格子の開口部を光が透過して回折する場合について考える。回折格子に対して波面が平行な単色光を入射し、そこから十分離れた場所にスクリーン等を置いて格子から出てくる光を観測してみると、周期的な干渉縞が現れる。この縞のパターン形状や周期は格子のそれに対応したものになっており、直線の並んだ1次元パターンの格子を用いた場合はやはり直線が並んだ1次元の干渉縞となる。干渉縞を入射光の中心軸に近い方から0次、±1次、±2次...と順序づけていく(縞は対称なのでマイナス符号も用いる)と、この各次数の干渉縞はその縞ができている方向に回折してきた光の干渉によって生じている。つまり、干渉縞ができるポイントでは各開口部から出てきた光が強め合いの条件(等位相の波の重ね合い)を満たしている。この条件が満たされるためには、各開口部から出てきた光が波長の整数倍の行路差を持っていなければならない。そこで格子周期をd、波長をλ、入射角をα、出射角をβとすると整数nを用いて
d sin  α + d sin  β = n λ {\displaystyle d\sin \alpha +d\sin \beta =n\lambda }
と強め合いの条件を表すことができる。ここでnは前述の次数に対応している。d、α、nが決まっている場合、この式より干渉縞が生じている方向への出射角βを求めると
オーダーメイドで作成される場合は電子線描画などの特殊な方法が採られることも多い。
回折格子によって反射された光による回折を利用したものを反射型回折格子という。一般的に用いられている回折格子の大半が、この反射型回折格子である。反射型および透過型回折格子は、溝の面の角度(ブレーズ角)を一定方向にそろえることで、特定の波長領域の回折光のエネルギーを強めることができる。この溝の角度を制御した回折格子をブレーズド回折格子という。