光谱合成基于色散的逆过程，利用衍射光栅等色散元件将不同波长和不同入射方向的子光束阵列进行共孔径合成，能获得高功率和高光束质量的激光，成为激光技术领域的研究热点之一。多层电介质光栅是光谱合成的核心元件，具有宽频谱，高衍射效率，高损伤阈值，偏振无关等特性，近年来在高功率光纤激光光谱合成系统中得到广泛应用。在高功率密度激光辐照下，多层电介质光栅产生的热效应会改变光栅的光学特性，严重时甚至会损坏光栅。因此，研究多层电介质光栅的热光效应对提高光谱合成的输出功率，改善合成光束质量具有重要意义。　　本文研究多层电介质光栅在高功率密度激光辐照下的热效应及其对衍射特性的影响，分别进行了理论模拟和实验验证。文中实验基于自主研发的偏振无关宽谱多层电介质光栅。　　使用有限元分析软件模拟多层电介质光栅在高功率激光辐照下因热效应产生的热畸变，包括光栅厚度对热畸变的影响和光栅不同部分的形变量。模拟表明，光栅因热效应出现表面热畸变，分布与辐照激光强度一致，主要来自于光栅基底的形变。实验上基于泰曼-格林干涉仪搭建光栅表面形变测量系统，红外热像仪获得光栅温度，干涉仪获得光栅表面的干涉条纹图像。通过对条纹图像进行数字图像处理和泽尼克多项式拟合，得到光栅表面形变的精确分布。实验表明，在高功率激光辐照下，光栅表面形变为高斯分布，与辐照激光强度一致。当辐照功率密度3.6 kW/cm2时，最大形变高度为140.4 nm。　　基于光栅热畸变的研究结果计算其引入的近场相位调制，然后根据标量衍射理论计算调制后的衍射光远场强度分布和光束质量。模拟结果表明，光栅热畸变会改变衍射光远场强度分布，从而引起光束质量退化。搭建研究光栅热畸变对衍射特性影响的实验平台，以高功率激光辐照光栅，测量另一束光经热畸变光栅衍射后的远场光斑、光束质量M2和衍射效率。实验表明，光栅热畸变使衍射光远场强度分布变为非高斯型，中心能量降低，旁瓣能量增加，最终导致衍射光光束质量退化。光栅衍射效率下降幅度小于1.8％。