平面非等周期光栅除了具有人们熟知的色散特性之外，还具有聚焦等衍射特性，在工程技术和科学研究领域中具有广阔的应用前景。目前关于平面非等周期透射光栅的衍射特性还有许多物理关系尚未弄清，从而制约了它的应用。因此，深入研究平面非等周期透射光栅的衍射特性，既有利于探索新衍射现象、认识新规律，又可以为平面非等周期光栅在很多领域中的应用提供参考。　　论文对平面一维非等周期透射光栅(VLS光栅)和平面二维弧形非等周期透射光栅的衍射特性进行了较深入的研究。　　首先根据费马(Fermat)原理建立了描述平面非等周期透射光栅衍射成像理论，得出了聚焦成像公式以及色散相关公式。其次通过实验分别研究了一维VLS透射光栅对平面波和球面波的聚焦和色散特性;实验结果与理论分析相吻合。然后设计并采用全息法制作了一组平面二维弧形非等周期透射光栅，而且利用实验研究与理论分析相结合的方法研究了平面二维弧形非等周期透射光栅对平面波和球面波的衍射聚焦特性。通过研究平面一维VLS光栅和平面二维弧形非等周期透射光栅的衍射特性，得到了这两种光栅的衍射聚焦位置随光栅空间频率分布、入射光波长、入射角、入射光类型变化的相关物理规律。　　根据非等周期透射光栅的衍射特性，本文最后设计了由非等周期光栅和等周期光栅组成的双光栅光谱仪和单色仪，建立了描述双光栅光谱仪和双光栅单色仪工作原理的理论;搭建了验证两仪器的实验系统，通过双光栅光谱仪实验光路观测到了汞灯发出的光波中波长为576.96nm和579.07nm的光波的两条谱线，通过双光栅单色仪实验光路从汞灯发出的光波中成功地分离出了波长为579.07nm的光波谱线。