微小光学领域主要研究内容包括在纳米至毫米级光学元件上发生的光学效应,以及研制这些光学元件的光学微加工工艺技术。光栅在衍射复合成像效应中扮演着重要的角色,因此本文将以二维振幅光栅为对象,着重研究球面波照射光栅的泰伯效应,揭示其成像规律以及成像特点,并讨论分析球面波以及平面波照射光栅的泰伯效应的区别和联系。光栅的泰伯效应是指衍射自成像现象,该现象是在不使用透镜的情况下,仅仅依靠光源在光栅上发生衍射,并在光栅后方特定距离处形成的。泰伯效应成像系统大致可以分为光源入射部分、周期性物体传递部分以及成像部分。其中周期性物体传递部分的相关研究较多,如振幅光栅、相位光栅、弯曲光栅及分形光栅等,其本质是讨论不同透射率函数对成像的影响。关于成像部分的研究也不少,如泰伯共轭现象、对称性原理等。然而关于入射光源为球面波的研究比较缺乏。本文利用菲涅尔-基尔霍夫衍射理论对球面波入射二维振幅光栅在菲涅尔衍射区的光场分布进行研究,讨论球面波照明光栅所产生的泰伯像、相位反转的泰伯像以及分数泰伯像的成像规律（下文将这些像统称为自成像）。理论发现:球面波照明时,泰伯效应的成像规律与平面波照明显著不同,其成像距离与光源至物平面的垂直距离满足反比例函数的关系;与平面波照明所观察到的自成像相比,球面波照明能够观察到放大一定程度的自成像。并且球面波照明时,自成像距离,等于自成像周期放大倍数与平面波照明时的自成像距离的乘积。试验中给出了球面波照明时,光栅的泰伯像以及泰伯像周围的成像图、相位反转的泰伯像、泰伯子像,结果发现只有在本文理论推导的距离处能够观察到清晰的衍射自成像图,在其周围的自成像图都模糊不清,证明了本文关于球面波照射时泰伯效应理论分析的正确性。此外改变光源至光栅平面的距离,观察到了不同大小以及不同周期的泰伯像,其成像距离以及成像大小、周期的变化趋势在光源靠近光栅平面时较快,当光源远离光栅平面时,其变化趋势较慢,如果光源至光栅平面之间的距离足够远,那么泰伯效应的成像规律将于平面波照射光栅的情况一致。最后给出了分数泰伯效应的成像图,根据像元交叠程度的不同,分数泰伯像可以分为两种（点状离散分布以及规律网格分布）。其中泰伯子像中的像元完全交叠,光照强度均匀,呈规律的全明亮网格状分布。除泰伯子像之外的分数泰伯像的像元不完全交叠,呈点状离散分布。本文的研究将扩展球面波泰伯效应在长距离测量方面的应用。