软X射线平焦场光谱仪具有消像差、平焦场、结构紧凑等特点，广泛应用于同步辐射、强激光等领域。软X射线变间距光栅是平焦场光谱仪的核心元件。随着各种科学装置的性能提升，对高质量软X射线变间距光栅（如:高中心线密度、高线密度空间分布精度以及低杂散光）的需求越来越紧迫。常规的光栅制作方法:机械刻划和全息光刻在制备软X射线变间距光栅中各有利弊，又各具特色。针对高质量变间距光栅的迫切需求，结合传统制作方法的优势，以及目前迅速发展的电子束光刻技术，本文提出一种利用电子束光刻方法制备的位相掩模（简称位相掩模）进行全息光刻（简称近场全息）的软X射线变间距光栅制备方法，以克服常规方法的问题、满足制备高精度变间距光栅的急需。本文系统研究了近场全息法制作软X射线变间距光栅的关键问题，主要成果包括以下几方面:
　　1、设计了用于0.3-0.6nm波段的中心线密度为3600lines/mm的光谱仪用软X射线平焦场光栅;优化设计近场全息制作变间距光栅的曝光光路参数，设计了近场全息用位相掩模;分析确定了近场全息中主要误差因素，提出了用不同近场全息曝光参数反向匹配来降低包括电子束光刻在内的制作误差。最后提出用近场全息法翻制位相掩模以降低制作成本。
　　2、提出动态近场全息法来抑制位相掩模中电子束光刻拼接误差引入的次生周期结构问题，在动态近场全息中设置参考光栅形成莫尔条纹以监测运动情况，其理论监测精度可达纳米级。与静态近场全息曝光相比，动态近场全息技术可抑制位相掩模拼接误差的影响，使其光刻胶光栅的栅线高度、占宽比较均匀，其衍射效率均匀性提高，杂散光降低，且部分罗兰鬼像被抑制。
　　3、制作出中心线密度为～3600lines/mm的凹面变间距光栅，光栅的典型槽形深度为3.0±0.5nm，占宽比为0.32±0.10。与静态近场全息光刻样品相比，动态光刻的样品显示了更光滑、平直的光栅线条、更均匀的槽形结构参数及衍射效率，且位相掩模产生的垂直光栅矢量方向的次生干扰图形得到显著抑制。在1-6nm波段的衍射效率及杂散光测试结果表明，其实验与模拟结果一致。
　　4、提出一种适用于平面基底变间距光栅线密度分布测试的方法，搭建并验证该测试方法的可行性。此系统消除由于变间距光栅光斑尺寸展宽带来的影响，尤其适用于大线密度变化率光栅的光栅线密度测试。实验结果显示，近场全息制备光栅线密度分布与设计值最大偏差在±2lines/mm之内，光栅线密度测试相对误差在5×10-5之内，小于理论相对误差7×10-5。分析了近场全息制作误差对成像特性的影响，并提出通过调整光谱仪参数数可使此误差在一定范围内得到补偿。