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针对国外对高线密度衍射光学元件的出口限制以及我国惯性约束聚变(ICF)等离子体诊断研究、高分辨率光谱仪和空间X射线光谱分析领域对高线密度X射线透射光柵的迫切需求，本文在标量腄夂褪庇蛴邢薏罘郑‵DTD)矢量模拟结果的理论基础上设计出高线密度X射线光栅版图,并以深亚微米、纳米级电子束光刻和深亚微米、纳米级X射线曝光复制为手段,结合等离子体刻蚀技术和微电镀技术,研究成功一套具有实用化意义的高线密度无底衬透射光栅的工艺技术路线,制作出2000线/毫米、3333线/毫米无底衬全镂空X射线自支撑透射光柵和1000线/毫米无底衬自支撑单级衍射光栅。在元件研制过程中,解决了制造技术中的一些关键技术问题,比如光栅占空比的控制、加强筋的制备和聚酰亚胺底衬的刻蚀镂空。最后,对三种光栅的衍射特性进行了测试和分析。本文完成的主要工作有:1.针对透射光栅在X射线光栅谱仪中的应用,利用透射光栅的标量和矢量模型,得到了3种透射光栅的设计参数;2.2000线/毫米和3333线/毫米软X射线透射母光柵掩腞约?1000线/毫米单级衍射光栅掩模的研制,包括支撑薄膜的制备、电子束的邻近效应校正、电子束刻蚀微纳米级抗蚀剂图形技术、微电镀技术和等离子体刻蚀微纳米图形技术等;3.解决了接近式曝光过程中因菲涅耳衍射引起的图形展宽问题,利用X射线曝光成功小批量复制出2000线/毫米、3333线/毫米光栅以及1000线/毫米单级衍射光栅图形;4.研究了加强筋图形设计、光学光刻技术、加强筋的厚金精细电镀技术和机械性能分析以及聚酰亚胺薄膜的ICP刻蚀技术。成功制备出2000线/毫米和3333线/毫米全镂空自支撑透射光栅以及1000线/毫米镂空自支撑单级衍射光栅;5.对上述三种类型的光栅在进行了衍射效率的测试,所制备的镂空透射光栅的衍射效率几乎达到理想值,并从制备结果和衍射图形来看,所制备的2000线/毫米和33333线/毫米透射光栅的栅线平滑、侧壁陡直、占空比接近1:1,单极衍射光栅有效抑制了高级衍射,实现了设计思想;部分制备的器件应用于激光等离子诊断以及Z-pinch X射线谱仪,部分满足了我国ICF诊断对高线密度。6.研究了采用高灵敏度光刻胶制备大面积光栅的工艺技术,初步制备出15mm×15mm 2000线/毫米大面积X射线透射光栅掩模。