硬X射线纳米探针是在纳米尺度上研究样品的结构特性、元素组成、化学特性的强有力工具。为了更好地利用同步辐射装置提供的高品质硬X射线，高空间分辨、大有效口径、高效率、长工作距离的硬X射线聚焦光学元件是必不可少的核心器件。Kinoform透镜是有望满足上述需求的硬X射线纳米聚焦光学元件。Kinoform透镜的结构主要分为长kinoform透镜(LKL)与短kinoform透镜(SKL)。从硬X射线纳米探针的实际需求出发，我们将长期的目标确定为研发大口径(＞200μm)、长工作距离(＞10mm)、高效率(＞30％)、高空间分辨率(＜10nm)的kinoform纳米聚焦透镜。硬X射线纳米聚焦对于全世界的同步辐射装置而言都是一项具有挑战性的课题。在国内相关的工艺条件还不是很成熟，束线水平还有待进一步提高的前提下，我们面临的挑战更大。因此，我们的近期目标是在BSRF上实现亚微米级别的硬X射线聚焦。　　本文围绕着硬X射线kinoform聚焦透镜的研发来开展相关的研究工作。主要从以下四个方面进行研究:　　第一，基于Helmholtz方程，建立了以抛物面波动方程和衍射动力学理论的Takagi-Taupin描述(TTD)为核心的硬X射线聚焦元件的仿真模型。比较了光束传播法(BPM)与TTD的区别。仿真结果表明BPM用于计算大数值孔径的衍射聚焦元件时，具备10-3的相对精度。同时，针对衍射动力学光束的特点建立了相应的像差描述体系。　　第二，基于TTD和BPM，我们对硬X射线kinoform纳米聚焦透镜进行了优化设计。我们在动力学理论的框架下提出了一种SKL的优化结构，并对主要的结构参数进行了优化设计。同时，我们基于BPM分析了LKL的聚焦性能。重点讨论了LKL在子午面的偏转角误差带来的波前像差，及其对聚焦性能的影响。偏转角误差会造成明显的彗差，并导致在焦点的一侧出现干涉条纹。　　第三，通过引入特殊的标记结构，并将标记结构的几何特征作为拼接的基准，我们将图像拼接技术应用到kinoform透镜的面形检测中，成功地实现了kinoform透镜工艺缺陷的定量表征。该方法克服了其他的图像拼接技术，例如基于灰度空间的图像拼接技术、基于频域空间的图像拼接技术以及基于特征点的拼接技术，在处理kinoform显微图像时的不足。　　第四，我们在BSRF4W1A成像站搭建了聚焦测试平台，利用刀口扫描法对PMMA kinoform透镜进行了聚焦测试。实验结果表明利用LIGA工艺制备的PMMA kinoform透镜能将8 keV的硬X射线以31％的效率聚焦到小于500纳米（半高全宽）的尺度。　　本文介绍了过去五年里关于硬X射线kinoform微纳聚焦透镜的研究工作。重点总结了kinoform透镜的理论设计、工艺缺陷表征、聚焦性能测试。通过对硬X射线kinoform透镜的关键技术的自主研究，为下阶段实现硬X射线的纳米聚焦打下了良好的基础。