随着空间变参量微纳米结构在新型颜色显示、裸眼3D显示、超颖表面等领域的广泛应用,其快速制备方法也成为了研究热点。本文基于4F光学系统,提出利用位相元件分段调制入射光,在系统像平面产生图案分布及结构参数可调的干涉光场。根据透镜的傅里叶变换特性与位相元件的衍射特性,分析了4F光学系统中位相元件的透射光场与系统像平面干涉光场的对应关系,阐述了位相元件相对位置变化对像平面干涉光场的空频、取向以及分布区域的影响,在此基础上提出位相元件分段调制入射波面实现空间变参量微纳米光场的方法。采用上述位相元件分段调制系统,以基于空间变参量结构的超颖透镜为目标,针对其在“圆+环”空间区域下的变取向变周期一维光栅结构,根据一维光栅型位相元件对4F系统像面光场的调制原理,反演设计、制备了基于微米尺度的空间变参量一维光栅型位相元件。将制备的位相元件置于4F光学系统中,并在系统的像平面放置光刻胶干板,实现了“圆+环”空间区域下变取向变周期一维光栅结构的制备,验证了利用位相元件分段调制实现空间变参量干涉光场的可行性。该位相元件分段调制光学系统光路简单,可方便集成于现有干涉光刻系统中,与微缩成像光路相结合,实现微纳米尺度的空间变参量结构的快速制备。