近年来，真空紫外和软X射线(XUV)在生物、材料、微加工、超大规模集成电路和空间光学研究领域得到了广泛的应用，这些领域的应用及研究对XUV光学系统的设计、装置的性能都提出了很高的要求。然而，由于XUV波段对于空气和几乎所有的材料都是吸收的，因此工作在该波段的光学元件常采用反射元件，同时为了得到高的能量反射率，往往采用掠入射光学结构，这就使得光学系统的像差非常严重，极大的影响到仪器的能量分辨率和空间分辨率。目前存在的像差理论大多针对单元件系统，而实际应用中，XUV光学装置都是由若干个元件组合而成。为了满足实际应用的需要，更好的开发、设计XUV高性能的复杂光学系统，有必要开发适用于多元件系统的像差理论。 本课题在M.P.Chrisp超环面全息光栅波像差理论的基础上，对XUV多元件光学系统的波像差理论、优化设计方面进行拓展性的研究。具体工作如下： 1、基于M.P.Chrisp波像差理论，仍采用像散面为参考波阵面，然后应用多项式形式表示光栅的面形方程，推导出一般面形光栅的十六项波像差系数，使波像差理论可以对超环、椭球、抛物面等面形在内的光栅进行像差分析；同时，推导了全息和机械刻划光栅的刻槽分布函数；并且分别讨论了光栅面形、刻槽分布和孔径光阑位置移动对波像差的影响。 2、以像散面作为参考波阵面，得到出射波面为像散面、像平面放在任意位置处的几何像差表达式，克服了M.P.Chrisp工作中出射波阵面只能是球面且像面位置在焦平面的限制。 3、把拓展后的波像差理论运用到光栅和光栅系统的实践中，模拟其成像情况，结合光线追迹程序Shadow的拟合结果，从数值上对所得结论进行验证。 4、分析光栅波像差理论的误差和误差存在的原因，简单讨论该理论的适用范围。 以上各项工作，拓展了波像差理论的应用范围，为XUV多元件系统的像差分析和优化设计提供了理论依据。