一般来讲，在可见波段内，当光学透镜口径较小时，透镜自重引起的变形对于普通的光学系统来说，基本上是可以忽略的。但在波长为193nm的光刻投影物镜这样的高精度光学系统中，透镜最大口径达到300mm，重力变形引起的单个透镜误差能达到几十纳米，这将严重影响光学系统的成像质量。因此，对光学系统中的透镜进行重力变形分析以及变形补偿具有重要的意义。针对光刻投影物镜中光学元件的工作状态与加工检测状态不同而导致自重对透镜上下表面影响存在差异的问题，本文提出了一种用于补偿透镜重力变形的方法，该方法通过有限元分析软件计算出透镜的重力变形，将该变形量在加工阶段进行补偿，使得透镜在工作状态时经重力变形后成为所需的理想面形。研究的最终目的在于通过重力变形补偿技术来降低重力变形对光学系统成像质量的影响。论文的研究工作主要包括以下几个方面：1、对透镜重力变形的工程分析方法做了简要介绍，分别应用工程分析方法中的解析法和数值分析法计算了透镜简化模型的重力变形量，分析了尺寸因素对变形大小的影响，并对解析法和数值分析方法的计算结果进行了比较，验证了工程分析的合理性和可行性。2、针对光刻投影物镜中光学元件的工作状态与加工检测状态不同而导致自重对透镜上下表面影响存在差异这一问题，提出了一种用于补偿透镜重力变形的方法。该方法通过有限元分析软件计算出透镜的重力变形，将该变形量在加工阶段进行补偿，给出补偿后的面型和理想面型的偏差，并对补偿结果进行了Zernike多项式拟合，分析了面形偏差的主要像差组成。3、研究了重力变形对光学系统的影响，对组成193nm光刻投影物镜系统的24面透镜分别进行了重力变形分析和变形补偿，去除刚体位移后，将每一面透镜残余的面型误差加入光学系统，比较补偿前后重力变形对整个光学系统成像质量的影响，验证了本文提出的补偿方法对于光学系统成像质量提升的意义。