为了更简单地制备出可用于应力测量的光栅褶皱结构, 采用基于刚性薄膜/柔性衬底的自组装工艺制备了可调谐光栅。首先在聚乙烯对苯二酸脂(PET)薄膜上旋涂一层聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄膜, 将双层薄膜弯曲并用氧气等离子体处理, 在其表面生成一层刚性氧化层, 借助柔性PET对刚性层施加均匀应力, 当应力超过临界值时, 在PDMS基底上自组装形成光栅褶皱结构。然后根据光栅分光原理, 将这种可调谐的光栅结构应用于应力测试。实验结果表明: 当光栅的曲率半径为1.4 mm时, 制备的可调谐光栅褶皱在0%~10%的应变范围得到的波长变化为452~507 nm; 当光栅的曲率半径为5.6 mm时, 制备的可调谐光栅褶皱在0%~15%的应变范围得到的波长变化为498~572 nm。本文提出的可调谐光栅制备方法是一种成本低、工艺简单、可批量化生产的工艺方法, 也是一种制备变间距光栅的潜在方法, 未来有望应用于光谱仪、光通讯等领域。

通过对I型全息凹面光栅制作参量误差对光谱像的影响进行数值计算发现：1)两记录臂长的相对误差而不是绝对误差决定光谱像的展宽程度，即使绝对误差较大，只要两记录臂长的误差值相同，像宽也没有明显改变；2)由于I型光栅的记录臂一般较长，记录角度误差对像宽的影响不大，但会影响光栅的刻线密度，导致光谱成像位置的偏移；3)曲率半径误差对像宽的影响较大.通过数值模拟明确了I型全息凹面光栅制作的误差容许范围，找到了对光谱像宽度影响较大的误差来源，从而为此类光栅的制作提供理论指导，有助于制作出高质量光栅，降低罗兰圆光谱仪的调节难度.

在平场凹面全息光栅的设计制作中, 不可避免的存在曲率半径误差, 严重影响光栅光谱仪的分辨率。 为了从理论上分析并指导光谱仪器的设计和装调, 运用几何光线追迹方法计算并分析了不同曲率半径误差下光谱像宽度的变化规律, 发现在一个较大的误差范围内子午焦线的位置随着曲率半径的变化前后平移, 同时其弯曲程度几乎没有改变。 数值计算发现通过调整像面位置或入臂长度均能够补偿曲率半径的误差。 数值模拟结果显示, 修正使用结构后的光栅能够达到与设计结果相近的成像质量。

在扫描探针纳米加工技术的基础上，提出了利用原子力显微镜(AFM)来制作高频光栅的新工艺。利用AFM硅制探针，在接触模式下对光盘(聚碳酸酯材料)进行刻划试验。对刻划光栅的工艺参数进行优化，得到了纳米量级光栅。并将刻划所得光栅应用于数字云纹法，与数字参考栅干涉形成微／纳米数字云纹。实验结果表明，该法所制得的光栅可以应用于实际变形的测量。