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中文摘要：
为了消除理论设计与刻划工艺的偏差，首次提出了在刻划光栅的优化设计上采用严格矢量衍射理论基础上的扩展的边界元组合方法；在光栅反演理论尚未走向成熟，国内空白的情况下，首次提出了以衍射效率曲线的某种特征信息反演光栅的实际槽形，用光栅槽形反演刻划参数的设计思想；首次提出了通过理论与实践的结合，彼此验证，找到光栅衍射特性、光栅几何、物理参数和刻划参数之间的因果关系，研究出以刻划参数为变量的能够直接指导刻划工艺的光栅设计理论和方法，制作出理想的刻划光栅的设想。同时，给出光栅刻划过程中的应力-应变及本构关系，求出位移场分布，揭示刻划光栅的弹塑性形变机制，实现光栅槽形形成过程的定量化和可视化，为光栅制作带来新的飞跃。本项目不仅有理论研究方面的重大意义，在应用方面更是具有十分诱人的前景。
结论摘要：
机械刻划是制造衍射光栅的主要方法之一。红外激光光栅以及中阶梯光栅等，由于其刻槽深、槽形要求苛刻，必须采用机械刻划方式制作。但是，由于光栅刻划工艺的特殊性，实际刻制出的光栅槽形与理论设计槽形有差异，二者的衍射特性也有所不同，有时甚至区别很大，这一问题始终困扰着光栅制作者。本项目旨在为光栅研制提供更为直接和可靠的理论设计方法，便于实现理论指导贯穿于光栅制作全过程，弱化人为因素的影响。具体研究内容主要包括两方面一是选择合适的光栅理论加以深入研究和发展，提出适用于实际刻划光栅的新设计方法；二是在刻划光栅设计中的反演方法研究方面获得进展，并能够直接指导光栅的研制。通过本项目的实施，在光栅设计方法及光栅工艺改进方面取得了一系列创新性成果。例如，提出了衍射波矢镜像方程的概念，对光栅积分理论进行了改进，从而简化了积分核函数，缩短了计算时间，提高了精度；基于槽形函数拟合的光栅衍射特性分析方法的提出和运用，为光栅刻划工艺的改进提供直接的理论依据，有助于提高光栅的品质，在光栅相关参数反演中也有重要的意义；闪耀波长对Rayleigh异常补偿效应的提出和运用，为宽波段光栅的设计提供了新途径等。
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