本论文工作主要研究全息光栅的制作工艺。为了降低对制作者个人经验的依赖并提高工艺的可控性，对曝光和显影分别建立了的实时监测技术，并提出了相应的理论模型。通过实验和理论研究，得出了一个精确控制矩形全息光栅槽形的最佳工艺方法。 作者发明了实时的潜像自监测技术。在曝光过程中，光刻胶折射率的空间分布发生微小变化，由此形成的潜像光栅同时对记录光束产生衍射，探测一个非零级次的衍射强度的变化就可对曝光过程实时监测。实验证明，这种技术能灵敏、客观地探测出样片之间由于个性差异所导致的最佳曝光量的漂移，制作者可以借此对曝光时间做实时补偿。实验揭示，自监测曲线之线性上升区的末端存在着一个明显的最佳曝光参考点，紧接其后是一个最佳曝光可选择区。本论文发展了一个曝光模型，理论模拟结果和实时潜像自监测曲线能很好地吻合。理论分析证实，根据实时监测曲线的相对幅值来优化最佳曝光量的方法是合理的。这种实时自监测是一种简单、有效和具有能够精确控制曝光量潜力的技术。 实验表明，在特定的工艺条件下，光刻胶的非线性效应非常显著；合理地利用非线性效应能够制作出近似矩形的全息光栅。为了分析清楚非线性效应对光栅沟槽成形的作用机理，本论文建立了一个的显影理论模型，模拟得到的光栅轮廓和实验样片的SEM照片结果很吻合。根据这个模型，结合使用基于光栅电磁理论的衍射效率计算机程序，得到其主要特征与实时显影监测曲线一致的理论模拟监测曲线。理论分析和实验证实，该模型基本表征了工艺条件对光栅沟槽形状的影响，这为全息光栅的工艺研究提供了一个有效的理论分析工具。 因为用全息法可以制作矩形光栅，所以工艺目标可明确为对槽深和占宽比的控制。借助实时潜像自监测技术获得最佳曝光量，并根据显影监测曲线特征找出残胶为零的显影时刻，就能得到槽底干净的矩形光栅沟槽，同时保证槽深近似等于光刻胶初始厚度；如果此后继续显影，就能适度减小占宽比，在此过程中仍能保持光栅槽深基本不变。实验结果和理论分析都证实这种控制方法的可靠性。实验还揭示，为了提高对光栅槽形的调控能力，必须首先提高干涉条纹的稳定性。