中阶梯光栅是一种特殊的衍射光栅, 它以高的衍射级次和大的衍射角来工作, 具有高分辨率、 全波闪耀等特性。 已广泛应用于高端光谱仪器之中, 极大地促进了航天航空、 天文、 医疗、 **、 环境等尖端科技的发展。 但是专业的刻划系统需要定制, 价格昂贵。 使用已成熟的超精密加工设备来加工中阶梯光栅, 可以大大降低中阶梯光栅母版的制备成本。 超精密单点金刚石车床制备中阶梯光栅时, 系统直线度不好, 存在较大的累积误差, 导致中阶梯光栅衍射波前较差, 达不到制备要求。 为了减小超精密单点金刚石车床固有的直线度误差, 对超精密单点金刚石车床进行了误差补偿。 首先, 以累积误差曲线为依据进行第一次补偿。 实验结果表明, 当补偿系数为0.75～0.85时, 此时衍射波前的PV（峰谷值）值在约400 nm, 一次直线度补偿效果到达极限。 然后, 以闪耀级的衍射波前曲线为依据进行第二次直线度补偿, 二次补偿后的衍射波前PV值为约83 nm。 补偿后的结果表明衍射波前得到大幅改善, 有利于提高所制备光栅的质量, 在光栅实际刻划中具有指导作用。

对光栅刻划机的进给导轨直线度误差做了系统的研究，推导了直线度误差对光栅衍射波面和杂散光的影响的计算公式，并且定义了干涉仪测量轴线到刻线始端这段距离为定位臂。得出以下结论：定位臂会放大进给导轨的直线度误差；光栅的衍射波前和杂散光强度主要受定位臂和导轨直线度大小的影响，若定位臂为50 mm，则水平方向直线度误差必须小于0.15″ ，若定位臂为10 mm，则水平方向直线度误差必须小于0.74″ ；与竖直方向的直线度相比，刻划机对进给导轨水平方向的直线度要求更高。理论推算与实验结果相符。