体位相全息光栅（Volume Phase Holographic Grating, VPHG）具有衍射效率高、信噪比高、波长和角度选择性好、散射低、吸收低以及制作成本低廉等特性，被广泛应用于高分辨率光谱仪、波分复用以及脉冲压缩技术等领域。本文提出一种新型RGB三色光合束器，其核心元件主要是透射和反射体位相全息光栅。首先简要叙述了体位相全息光栅的布喇格条件、Kogelnik耦合波理论以及严格耦合波理论（RCWA）。在此基础上建立RGB三色光合束器的物理模型，简述由透射和反射体位相全息光栅构成的RGB三色光合束器的合束原理。设计了适用于波长分别为632.8nm的红光、532nm的绿光以及476.5nm的蓝光的三色光合束器。由体位相全息光栅布格条件确定透射和反射体位相全息光栅的参数，基于Kogelnik耦合波理论和RCWA耦合波理论（G-solver软件），开展透射和反射体位相全息光栅衍射特性的理论计算和优化，得到了满足上述RGB三色光合束要求的光栅结构参数和DCG介质参数。在理论计算和分析的基础上，以DCG为记录材料研制符合设计要求的透射和反射体位相全息光栅，对光栅的衍射特性（包括TE波和TM波的衍射效率、波长选择性和角度选择性）进行了测量，并与理论值进行了比较和分析。最后采用环氧树脂将透射体位相全息光栅和反射体位相全息光栅封装成合束器，将氦氖激光器出射的632.8nm激光束、半导体激光器出射的532nm激光束以及氩离子激光器出射的476.5nm激光束引入该合束器，实验验证了理论预期的合束效果。