当光束击中衍射光栅时，它会减弱，分裂成多个部分（衍射级）并向不同方向传播。对于线光栅，光栅周期（线间距）决定衍射光束的输出角度。衍射方向垂直于光栅线，所有衍射级的效率取决于光栅截面轮廓的形状和高度。

表面浮雕光栅将入射光衍射成多个衍射级。方向由光栅周期的长度决定。如果角度足够大，光将经历全内反射，并被捕获在平板玻璃波导内。然后通过另一个光栅逐渐提取光，将初始光束扩展到所需大小。

由于波导光栅的特性可能使光的波长小于可见光的波长，因此对光栅的表征具有挑战性。例如，光学显微镜无法通过分辨率或通量准确表征大面积AR波导光栅。

理想情况下，可以在光栅的整个表面积上测量光栅线的特定形状和方向。原则上，可以用激光照射光栅，并构造衍射仪来测量所有衍射级的强度和角度。通过合理的判断可以预测光栅的形状，然后解决所谓的衍射逆问题，并根据测量数据计算光栅轮廓。此外，还可以使用干涉测量技术。

对于衍射波导光栅，在波导内部不容易捕获光。这可以通过折射率匹配将波导与棱镜接触来实现，但这种方法不适合大规模测试。此外，短周期光栅不会产生大量可测量的衍射级。

确定光栅形状的准确方法是物理切割光栅，并通过扫描电子显微镜（SEM）直接观察截面轮廓。不幸的是，该方法会损坏研究样品，并且由于其速度较慢，只能用于表征给定光栅的一小部分，因此无法用于SEM的大规模质量测试。

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