光谱仪的微小型化是光谱仪器发展的重要趋势之一,微小型光谱仪在便携式检测、MEMS（微机电系统）、多场景光谱测量等方面有着极其重要的应用。光谱仪微小型化的一个重点方向就是将普通光谱仪中的平面光栅换成凹面光栅。凹面光栅是在凹面基底上制作光栅,将平面光栅的分光能力和凹面镜的聚焦能力结合在一起,这将极大地简化光谱仪的内部光路,减少所需的光学元器件数量,同时降低了因多次反射折射而产生的像差和光能损耗,这对于光谱仪的微小型化具有重要意义。为进一步提高凹面光栅光谱的性能,还需要将凹面光栅制作成变栅距的闪耀光栅,变栅距可实现消像差,提高光谱的分辨力,而闪耀则可以提高光栅工作级次的衍射效率,这就对凹面光栅的制作方法和工艺提出了更高的难度和要求。目前,现有制作变栅距凹面闪耀光栅的方法大多低效价高,且难以精确控制凹面光栅的栅距分布,无法满足低成本大批量的高精度凹面光栅的制作需求,这严重制约了微型光谱仪的微型化发展。本文通过分析和对比各类传统制作光栅方法的不足,提出了凹面变栅距闪耀光栅的柔性纳米压印制备方法。该方法具有精度高、工艺简单、成本低、生产效率高等优点,它是解决光栅制作问题的一种有效方法。主要研究成果如下:1.基于柔性纳米压印方法的基本原理,分析了聚二甲基硅氧烷（PDMS）柔性光栅模板在压印时与凹面基底完全贴合过程中栅线的变化情况,并建立了栅距分布的理论模型。通过理论分析可以发现:沿着凹面基底斜面的最高点到最低点,光栅栅距逐渐变大,即栅线线密度逐渐降低,并通过ZEMAX软件对这种栅线单调变化的凹面光栅的消像差性能进行了分析和验证。2.设计并优化了一套全自动的柔性紫外纳米压印设备,完成了焦距为-100mm、-150 mm和-200 mm的凹面变栅距闪耀光栅制备。研究了实验过程中气体施压方式对实验效果的影响,结果表明:采用上腔吸气施压能减小气压波动从而提高系统的转印精度。对压印过程中软模板受压膨胀变形状态进行了理论分析和实验观察,确定了在基底为10°的斜面上完成焦距为-100 mm的凹面光栅制备时,软模板与凹面基底的距离范围为:18～24 mm;并经过实验和ANSYS仿真得出软膜在压印过程中接触变形情况,验证了所得凹面光栅栅线单调变化的规律。3.对焦距为-100 mm的凹面变栅距闪耀光栅进行衍射效率和光谱分辨率的测试,采用绿色激光测得其工作级次的衍射效率为61.8%,结果表明制备得到的凹面光栅具备很好的闪耀特性。同时,采用合光光源测试凹面光栅的光谱特性,得到波长为457 nm的蓝光、532 nm的绿光和633 nm的红光的光谱分辨率分别为:0.98nm、0.95 nm和1.03 nm,这说明所得凹面光栅具备消除像差的功能。