光栅是一种激光器常用的选频元件。一般常见的激光选频光栅为金属光栅,由于金属的本征吸收,此种光栅损伤阈值较低,难以满足高功率激光器需求。介质材料的本征吸收几乎为零,损伤阈值较高,为此提出采用多层介质膜光栅取代金属光栅进行激光选频。本文开展的蓝绿光波段多层介质膜光栅设计和研制工作,对提高基于光栅选频激光器的输出功率具有重要意义。本论文主要研究工作如下:（1）基于严格耦合波理论开展多层介质膜光栅衍射效率计算,给出了衍射效率计算相关公式;（2）编写光栅衍射效率计算机程序,实现对多层介质膜光栅的微结构参数优化设计的功能;（3）研究不同空频和膜层材料下,光栅占空比、槽深和剩余厚度等参数对-1级反射衍射效率的影响。对空频1740line/mm多层介质膜光栅开展深入研究,膜层材料采用HfO₂/SiO₂,研究匹配层对衍射效率和带宽的影响,分别分析了一层和两层匹配层对衍射效率和带宽的提升。通过引入两层匹配层,可以在450nm-510nm光谱范围内,得到光栅的衍射效率大于97%,带宽60nm的最优解。开展光栅制作工艺容差分析,以453nm-493nm波段各波长的衍射效率大于95%为评价函数,搜索最佳顶层膜层厚度,确定用于制作的多层介质膜各膜层的厚度和光栅槽形参数;（4）开展多层介质膜光栅工艺制作实验研究。首先在光学基板镀制多层介质膜,然后采用全息光刻技术制作光刻胶光栅掩模,最后利用离子束刻蚀技术将光刻胶掩模转移到多层介质膜上,完成1740line/mm层介质膜光栅的制作。实验分别制作了三种不同槽深的光栅,利用超连续激光器来测量光栅的衍射效率。测试结果表明,采用Littrow角入射,光栅槽深为360nm的情况下,453nm-493nm波段范围内,-1级衍射效率均大于93%;在中心波长473nm处,-1级衍射效率大于95%。理论设计得到了实验验证。