相信⼤家应该都⽤过光盘，光盘没有芯⽚，是怎样储存数据的呢？今天⼩编就带⼤家来看⼀下，光盘有着怎样的独特结构，再带⼤家做⼀下⼤物实验(不要怕)，计算⼀下光盘的数据。做完这些，你就可以对物理所实验室的秘密武器之⼀—XRD技术有所了解了。
本次的实验操作很简单，只需要找到⼀个合适的距离，⽤激光笔照射光盘的光⾯，我们在墙⾯上就可以看到⼀个个的光斑。这其实就是光盘上⼀个个⼩光栅导致的衍射斑。原来我们光盘能够记录数据，是因为它表⾯有⼀道道⼩的刻线，也就是光栅，信息便存储在其中。
下⾯我们计算⼀下光栅常数，也就是光栅两刻线间的距离。我们需要测量的数据有光盘到墙⾯之间的距离D，⼀列衍射光斑中最中⼼的⼀级光斑与旁边的⼆级光斑之间的距离x。
如图所⽰，我们测量的数据为D = 32cm，x = 12cm。利⽤这些数据，我们⾸先可以得到θ⾓的正弦值sinθ，利⽤三⾓函数公式，之后将sinθ和绿光波长λ = 532nm代⼊到光的衍射公式d sinθ = λ，就可以计算得到光栅常数d的值，d = 1520nm。也就是说，光盘上的⼀道道刻线间距仅为1520nm。
从⽹上查到光盘的光栅常数国家标准是1.5微⽶，即1500nm，与我们的计算结果⽐较接近，说明我们的测量是⽐较准确的。⾸先我们来看光盘的结构。光盘通过在“反光的那⼀⾯”上刻出⼀条⼀条的凹槽来存储信息。对于计算机来说，每⼀个凹槽代表数字“0”，⽽没有凹槽的位置表⽰数字“1”。
光盘上没有凹槽的地⽅可以反光，⽽凹槽的地⽅则不会反光。这形成了⼀个著名的光学结构，叫做“光栅”。当光经过光栅的时候，会发⽣衍射的现象，本来沿着直线传播的光则会发⽣偏折。在后⾯的光屏上呈现出⼀系列的光斑。利⽤光学的公式，可以得到激光在通过光栅以后形成的光斑的位置满⾜的⽅程，这个⽅程也叫做“光栅⽅程”。
从光栅⽅程中可以看出，对于同⼀级的光斑来说（相同），如果⼊射光的波长不同，那么衍射后的光斑也会出现在光屏的不同位置（不同）。这也就意味着，如果⼊射光是⽩光或者其他复⾊光，那么在经过光栅后会发⽣⾊散。现在让我们回到今天的⼩实验上。我们通过测量光盘、光屏（墙⾯）、光斑间距等参数，就可以确定光栅衍射光斑的位置，然后将激光器发出激光的波长数据带⼊到光栅⽅程中就可以计算得到光盘的光栅常数。
需要说明的是，对于不同的颜⾊的激光笔来说，发出光的波长是不同的。⼀般来说，红⾊激光笔的波长⼤约为650nm；⽽绿⾊激光笔的波长⼤约为532nm。⽽对于不同的光盘来说，光盘的光栅常数也会不同。对于CD光盘来说，光栅常数应该约为1600nm，⽽对于DVD光盘来说，光栅常数应该约为740nm。
利⽤光栅衍射的原理，我们也可以探测晶体的结构。利⽤波长⾮常短的X光来照射晶体，晶体中的每⼀个原⼦也会散射X光。⽽晶体中原⼦的周期性排列也可以被看作是“光栅”，因此可以通过观察X射线通过晶体的衍射图样来得到晶体的结构。这项技术在凝聚态物理领域有着⾮常⼴泛的应⽤。