衍射反演测量法是通过对光栅结构衍射特性的分析来测量光栅参数的重要技术。衍射反演测量法不仅具有快速测量、无损伤、非接触等优点，而且有在线，实时测量的潜力。光栅发生衍射时的透射光谱易于测量且数据稳定、精确，因此作为衍射反演测量法的一种，透射光谱反演法具有一定的优势。严格耦合波理论具有计算速度快、结果准确、便于编写成计算机语言等优点，被广泛地应用在衍射计算分析领域。衍射反演法需要借助优化算法来进行迭代、搜索、反演，直接搜索算法结构简单，搜索速度快，效率高，本论文在理论上证明了其用于亚波长光栅槽形参数测量的可行性。作为脉冲压缩光栅的一种，镀金光栅具有高衍射效率和长带宽的优点，是超快超强激光研究中实现啁啾脉冲放大（Chirped Pulse Amplification，CPA）的有效手段。本论文围绕镀金光栅掩模槽形参数测量展开研究。　　本论文的主要工作：以严格耦合波理论为工具，编写计算机程序，计算光栅的衍射效率。分析不同入射条件下（入射角、入射波长、入射光偏振态等）透射衍射波的变化特性。建立光栅槽形模型：二次抛物线函数模型与扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscopy，SEM）图片提取模型，计算两种模型下不同槽形参数（槽深和占空比）的透射零级衍射效率，并以此建立数据库。　　构建新型函数为直接搜索算法的评价函数，理论上证明了对于不同槽形参数的亚波长镀金光栅掩模，与传统评价函数相比，新型评价函数具有更强的抗干扰能力，搜索结果更加准确。　　建立透射零级衍射效率测量系统，并结合数据库编写了反演程序。测量了13块空频为1740线/毫米的镀金光栅掩模的TE偏振透射零级衍射效率，利用反演程序进行反演得到所测光栅的槽形参数并进行了形貌重构，与原子力显微镜（Atomic Force Microscopy，AFM）和SEM结果进行了比较，结果显示二次抛物线函数模型最大槽深误差为17.3nm，最大占空比误差为0.102，SEM槽形提取模型槽深与占空比最大误差为10.4nm和0.072，并分析了误差来源。实验结果证明，基于透射光谱反演法测量亚波长光栅槽形参数是可行的。