本文对衍射光栅色散理论与光栅设计、制作工艺和效率检验方法做了较为深入的研究。第一,在光栅理论研究方面,基于矢量衍射理论给出了一维和二维平面光栅的广义光栅方程以及角色散公式的完整解析形式,建立了衍射光栅第一类和第二类角色散概念,系统地讨论了衍射光栅两类角色散的相关特性,完善和发展了衍射光栅色散理论。第二,在光栅理论的应用研究方面,从矢量衍射理论基础出发,给出了表示平面光栅光谱仪谱线和谱带弯曲程度的精确关系式和光谱仪器的两类色散公式,数值结果表明以往所用近似公式存在不足。第三,在光栅设计与制作方面,导出了矩形光栅衍射效率的一般表达式,分析了矩形光栅衍射光谱的缺级现象,通过数值分析发现光学头光栅纵向与横向加工误差之间存在互补性,并根据设计结果成功地研制出了VCD信号读写头光栅。第四,在金属光栅刻划工艺研究方面,建立了实际刻划光栅的物理模型,着重探讨了刻划激光光栅和计量光栅的技术要领,并应用先进的检测手段再现了光栅槽形,为提高光栅的刻划精度提供了参考依据。第五,对全息曝光系统的特点、光栅常数的精确控制方法、曝光与显影过程中常见的问题和离子束刻蚀工艺等方面的具体问题做了研究,并制作了全息—离子束刻蚀光栅。第六,论述了平面光栅衍射效率连续扫描测试原理,分析了已有光栅效率自动检验仪设计方案及其优缺点,提出了一种新的结构紧凑,精度易于实现,能够进行实时测量的全自动光栅效率检验仪设计方案,并做了可行性分析,为具体研制工作做了准备。