随着电磁波在各个领域的广泛应用,对需求电磁波段信号进行高效的利用和对无关电磁波段进行屏蔽日益引起人们的重视。其中对光学透明元件的电磁屏蔽研究具有非常重要的意义,其广泛应用于航空航天光窗、超精密仪器光窗、医疗电磁隔离室观察窗、车载透明天线等等。光学窗电磁屏蔽技术的评价指标包括透光率、电磁屏蔽效率以及杂散光分布。对于金属网栅屏蔽方法来说,由衍射所造成的杂散光集中分布会形成成像干扰,从而对精密探测产生极大的危害。因此降低光学窗中杂散光的影响,实现较高的成像质量成为该领域所面临的巨大挑战。此外,现有屏蔽方法对以上各项指标仍难以实现兼顾和平衡。因此,设计新型的金属网栅结构以进一步提高各项性能具有十分重要的意义。针对上述问题,本文提出了一种基于随机分布圆环金属网栅的电磁屏蔽方法。利用网栅结构的随机化可以更好的均化高级次衍射光强分布,提高成像质量。根据标量衍射理论,采用离散法结合傅里叶变换获取随机圆环金属网栅的归一化衍射光强分布;采用等效电路法分析随机圆环网栅的电磁屏蔽特性并对等效电抗模型系数进行修正;根据透光率、衍射分布以及电磁屏蔽效率对随机圆环金属网栅的光学孔径尺寸、圆环半径以及圆心位置等参数进行优化设计。仿真结果表明,随机圆环网栅在最优参数取值条件下的总透光率约为95.4%,归一化最大高级次衍射光强值对数约为-5.138,与相同透光率的二维正交圆环金属网栅相比降低了95%以上,在Ku波的电磁屏蔽效率达到25d B以上。采用激光直写技术和紫外光刻技术对本文设计的随机分布金属网栅结构进行样件加工,并通过实验进行光电特性测试。实验结果表明,随机分布圆环的金属网栅样件能够实现很高的透光率,高级次衍射分布十分均匀,具有很好的电磁屏蔽性能。各项测试指标与仿真结果吻合性良好,证明了本文提出的针对随机分布圆环网栅的衍射模型和电磁屏蔽分析模型的准确性。本文提出的随机分布圆环金属网栅可以满足精密光学仪器和设备等的性能要求,在航空航天等领域具有十分重要的应用价值。