在过去的十几年里,基于光栅的X射线相位衬度成像技术发展迅速。其中的核心光学元件,大尺寸大高宽比光栅,在相衬成像系统中起到了不可或缺的作用。目前,传统的大高宽比光栅制作方法是硅体深加工技术与LIGA技术,但这两种方法制作出来的光栅难以同时满足相衬成像装置高能量和大视场的成像需求,对应相衬成像系统成像要求的光栅尺寸至少需要100mm × 100mm,并且需要有良好的结构均匀性。为了实现大尺寸大高宽比光栅的制作,UV-LIGA技术是一个可能的工艺选择,该技术可以制作大尺寸光栅,但是目前光栅结构的均匀性仍难以满足相衬成像系统成像要求。因此,为了提高大尺寸大高宽比光栅结构的均匀性,本文基于UV-LIGA技术制备大尺寸大高宽比光栅,对UV-LIGA技术的关键工艺步骤进行了优化研究,最终实现了大尺寸大高宽比光栅结构均匀性的提高。论文开展的主要工作如下:1.为了减少间隙不均匀带来的衍射效应的影响,本文对紫外曝光工艺进行了研究,引入了背面曝光制作方法。为了探究该方法的可行性,基于传统接触式曝光工艺和背面曝光工艺分别制作了不同线宽的大尺寸大高宽比光栅,通过栅条倾斜角度一致性和线宽一致性来评判曝光均匀性。实验结果表明,在不同线宽条件下,背面曝光工艺制备的大高宽比光栅倾斜角度接近90°且角度的一致性好;同时,制备的大尺寸光栅同样可以获得良好的线宽一致性,本文采用的背面曝光工艺可以有效地提高大尺寸大高宽比光栅的均匀性。2.研究了大高宽比光栅的显影不均匀问题,发展了基于摇床式辅助显影方法。为了探究该显影方法的可行性,利用有限元法模拟了摇床工作时整个样品表面的流场分布以及显影液在不同高宽比微结构光栅表面的流场分布。模拟结果表明摇床摆动可以实现显影液均匀流动,该方法可以实现大高宽比光栅微结构的均匀显影。为了高效地给出适当的显影条件,我们提出了快速显影参数确定方法。通过实验给出了沟槽深宽比和显影液流速之间的关系,提供了可参考的显影工艺参数。3.针对大高宽比光栅在电镀过程中会发生摆动的问题,本文从结构设计入手,将加强筋结构引入到光栅结构。利用ANSYS软件对不同的光栅结构进行了模拟,结果表明,在光栅微结构中引入加强筋结构可以有效控制光栅在电镀过程中发生摆动。通过模拟还分析了不同加强筋结构对光栅结构强度的影响,得到了最佳的加强筋结构参数。实验结果表明通过引入加强筋结构到光栅结构中,可以有效提高金属光栅的结构均匀性。