基于计算机辅助设计和微米级加工技术制成的二元或多元光学元器件具有高衍射效率、独特的色散性能、特殊的光学功能等优点，因此二元或多元光学元器件已广泛用于数据存储、光通信、光学传感、光计算以及其他特殊光学系统中。本文针对高密度信息存储的需要，将遗传算法应用到二元及多元环形滤光片的设计中，进行了理论研究和实验验证，实现了衍射超分辨。论文重点介绍了用于高密度信息存储的环形滤光片的设计、制作和超分辨实验系统。首先，在设计二元环形滤光片的过程中，根据Sheppard和Hegedus关于横向和轴向分辨率增益的定义方法，将统计学理论与衍射理论相结合，定义出横向和轴向分辨率增益。取横向分辨率增益为优化目标，通过遗传算法得出最大横向分辨率增益时所对应的二元环形滤光片的结构参数。模拟结果显示，此二元环形滤光片达到了记录光斑减小、焦深不变或变长的效果。随后介绍了多元(二元和四元)环形滤光片的设计。推导出了横向和轴向的光强分布表达式，并提出了一个改进的代价函数表达式。以分辨率和焦深为优化目标，采用遗传算法对此代价函数进行优化，得出相应的多元环形滤光片的结构参数。模拟结果显示多元环形滤光片也达到了减小记录光斑大小的要求。通过比较，利用上述两种方法设计的二元环形滤光片性能相近，且优于四元环形滤光片。其次，完成了二元环形滤光片的制作，主要包括：设计并制作掩模板；进行光刻工艺过程，确定了制作过程中的相关工艺参数，制作出了相应的实物。最后，搭建了光学测试系统，实验验证了我们设计的二元环形滤光片能够达到减小记录光斑尺寸的要求，从而实现衍射超分辨。实验结果与理论计算相符。