为提高图形化干涉光刻质量，提出了基于闪耀光栅的图形化干涉光刻（PIIL）系统， 并对该系统所采用的光学原理和实现方法进行了研究。首先，分析了图形化干涉光刻系统的光场特性，阐述了其分辨率提升的原理。讨论了光学系统带宽和图案分布对光刻图形质量的影响，给出了图形质量控制的工艺方法。其次，提出了一种新型的图形化干涉光刻方法，该方法采用闪耀光栅作为衍射分光器件，实现了位相和振幅的一体化调制。采用数值计算方法模拟了闪耀光栅的衍射特性和像面光场分布，讨论了闪耀光栅的优化设计方法，获得了高达92.3%的±1级衍射效率。最后，基于数字微镜器件（DMD）和微缩成像光路设计开发了图形化干涉光刻系统，实验获得了像素化的点阵图形和质量明显改善的光刻图像，验证了该方法对任意图形的适用性。

为了降低光学表面的菲涅耳反射，提出了一种制备仿生减反结构的方法.利用银镜反应并结合退火处理在硬性材质基底表面制备银纳米粒子，经反应离子刻蚀工艺，在基底表面形成一层纳米蛾眼减反结构.分析了周期分布和随机分布纳米蛾眼的光学特性，实验研究了退火参量和刻蚀参量对银纳米颗粒直径、密度以及高度的影响，并在硅和石英基底上分别制备了随机减反结构.测试结果表明：硅基平均反射率小于4.5%，双面石英基透过率达98.1%.理论和实验均表明：随机分布的纳米仿生蛾眼结构具有宽光谱、广视角和高减反特性，所提出的制备方法具有简便易行、低成本、大幅面等优点，在光电器件中具有良好的潜在应用前景.