近些年来,液晶显示技术作为当今主流的平板显示技术一直备受各界人士的关注。但随着科技不断进步,传统基于发光二极管的背光模块已不能满足人们对于显示高色域的需求。区别于传统背光光源,激光所提供光源色纯度高、光谱带宽窄,应用于背光模块能够显著提升显示器的色彩表现能力。衍射光学元件(Diffractive Optical element,DOE)具有体积小、质量轻、衍射效率高、色散性能高等优势,区别于传统光学元件能够实现光学系统的微型化、阵列化、集成化,在光束整形以及波面变换领域有着非常广泛的应用。本文选用衍射光学元件作为激光的整形元件,能够将输入的激光光斑扩束整形匀光,形成均匀的面光源。为进一步提高基于DOE的激光背光模块的性能,本文针对衍射光学元件加工引起的一些共性问题进行了深入研究,具体内容如下:1、通常在加工DOE时,需将其相位数据二值化,现有算法得到的二值化相位数据往往性能较差,因而本文提出两种二值化优化算法,分别是基于模拟退火的二值化优化算法以及基于误差扩散的区域迭代二值化优化算法,用于提高二值化DOE的光学性能,计算机仿真结果以及实际光学重建结果均表明了所提算法的有效性。2、针对大间距像素型DOE未能完全实现对输入光场精确调控问题,论文首先重新建立仿真模型,分析误差出现原因,结合算法并给出针对性改进,最后仿真及实验均证明所提算法能够有效提高输出光场的光学质量。3、论文分析了DOE因陡直度不够带来的相位及输出光场误差,通过建立精确仿真模型,模拟了DOE加工后的形貌,提出相应的优化算法能够显著提高DOE的光学性能。