本文研究菲涅耳谐衍射透镜的特性和工作条件，分析二元谐衍射透镜的衍射效率及制作要求，设计并研制了用于萨克－哈特曼波前传感器的双波长共焦谐衍射微透镜列阵，得到了良好的应用效果。

简要介绍了明胶全息的汽相硬化处理工艺和带有单色仪监视装置的汽相硬化处理系统的工作原理。

用于防伪技术的亚微米光栅的重要特性是在可见光范围内其零级衍射效率的滤波特性随着入射光的入射方位角（入射面与光栅槽的夹角）改变而改变,零级衍射效率曲线的中心波长发生移动。利用严格的耦合波理论分析计算其衍射效率特性,由所需要的衍射效率特性设计光栅参量,通过精细加工制作工艺,制造出周期为416 nm的亚微米光栅,其零级衍射效率的峰值波长的测量值在入射光零度方位角入射时为466 nm,90°方位角入射时为627 nm,与计算结果一致,由此完成具有特定滤波特性的防伪用亚微米光栅的设计和制作。

分析了影响复制光栅衍射效率，分辨率及表面质量的因素，并介绍了提高复制光栅质量的方法。

从全息衍射光栅的制作原理出发，介绍了全息光栅的主要制作方法，并与刻划光栅对比分析了全息衍射光栅的诸多优点，通过利用光栅设计的耦合波理论对全息衍射光栅槽型、槽深及槽间距等进行了优化设计，同时利用离子束刻蚀技术获得了高效全息光栅、文中全面分析了制作高效率平面全息光栅的各项关键技术。

本文使用矢量衍射理论一严格的耦合波理论对亚波长光栅的衍射效率进行了数值计算，得到在不同光栅参数时亚波长光栅的衍射效率，对影响光栅衍射效率的各个光栅参数分别进行分析，讨论了光栅在光栅参数变化时的衍射特性，给出衍射效率随光栅各个参数的变化曲线。由结果可知亚波长光栅的衍射效率随光栅槽的深度以及光栅占空比有着规律性的变化，选取不同的光栅参数就可得到完全不同的衍射效率，这样就为设计出所需要的光栅滤波特性提供了制造依据。

从麦克斯韦方程组和电磁场的边界条件出发，用矢量衍射理论的模式匹配法对亚波长位相光栅的衍射进行了数值计算，在正入射的情况下，计算了反射波和透射波的场分布，并研究了光栅的结构参数（光栅深度、基底厚度、占空比等）对反射波和透射波各级衍射效率的影响。

本文根据正性光抗蚀的感光显影特性，推导出了全息光栅为槽深度公式，分析了影响光栅槽型结构的因素，建立了光栅沟槽模型。并根据论理论制作 为出衍射效率高达６５％的２４００线／毫米的全息平面反射光栅。本文还介绍了全息光栅复制技术，解决了高质量光栅昂贵的生产成本和大批量生产问题。

根据菲涅耳衍射理论,采用微光学元件制作技术,通过三次套刻制作出八位相台阶的二元离轴菲涅耳透镜.这种微型光学元件同时具有色散分光和聚焦功能,用来作为分光元件时,具有较高的光谱分辨本领和衍射效率.实验测出其衍射效率大于68%.

衍射光学元件的衍射效率是其在设计和应用时需要重点考虑的因素.用标量理论的方法分析可以得到较高的理论衍射效率.然而,标量理论所作的假定限制了其在高频衍射结构中分析结果的精确性,制作上的局限也降低了实际可能的衍射效率.讨论了标量分析的方法,并说明了怎样结合设计实际来实现对衍射效率的提高.