研究工作主要可概括为两个部分：其一,刻蚀深度分布微调方法的理论研究和实验验证；其二,变束斑离子束修形方法的理论研究和模拟分析。论文的重要研究结果和创新之处包括：一、针对大尺寸取样光栅的衍射效率均匀性问题,我们提出了一种新的初步解决方案,既能提高衍射效率均匀性又可保证较高的生产效率。美国劳伦斯利弗莫尔的研究者采用类似于离子束修形的扫描湿法刻蚀方法；中国国家同步辐射实验室的研究组则对刻蚀后的光栅进行化学机械抛光以修正其衍射效率均匀性。这两种方法能有效地提高衍射效率均匀性,但是它们的生产效率都不高。我们的方案是：在大面积扫描离子束刻蚀过程中,使用动态叶片对条形离子束流进行扫描遮挡,从而使光栅槽深空间分布发生微弱变化以修正衍射效率空间分布的均匀性。对比现有的两种方法,可以看出,如何实现刻蚀深度分布微调是关键问题,也是我们的主要创新之处。大面积扫描离子束刻蚀具备很高的生产效率,而该方案中只是在刻蚀过程中引入了动态叶片以微调刻蚀深度,因此该方案的生产效率也是很高的。二、从理论上,就刻槽深度和占宽比对衍射效率均匀性的影响进行了量化分析,确定了取样光栅的刻槽深度和占宽比的工艺容差范围。这种容差分析方法是实现光栅制作工艺宽容度量化的实用手段。不同于以往的单变量分析方法,它通过多变量误差条来同时限定各个参数的容差范围,从而,将光栅制作过程抽象为多变量动态规划问题。论文中给出了以衍射效率均匀性为目标的双变量(刻槽深度和占宽比)容差分析,结果表明,占宽比的测量精度不低于±0.01、刻蚀深度的控制精度不低于±0.2nm时,可以达到衍射效率均匀性RMS不大于5%的目标。三、提出了刻蚀深度分布微调方法。搭建了刻蚀深度分布微调系统,用于开展实验验证工作；推导了刻蚀深度分布微调算法,用于模拟刻蚀深度分布微调过程和优化微调系统的电机运动轨迹。在原有大面积扫描离子束刻蚀系统的基础上,我们开发了一个驱动动态叶片的简易机械装置即FAC微调组件,通过动态叶片的扫描遮挡从而实现覆盖整个光栅基片的刻蚀深度分布微调。另外,我们引入了一些新的概念来描述刻蚀深度分布微调过程,并对微调过程进行建模分析和模拟计算；其中,遮挡时间和遮挡率、离子束刻蚀过程的时空分析、S形曲线转换关系等都是突破性的想法。四、提出了变束斑离子束修形方法。将刻蚀深度分布微调算法推广到精密光学加工领域,并建立了以积分刻蚀时间为核心概念的求解方法。相对于传统的离子束修形方法,变束斑离子束修形有诸多优点,例如,可更好地适应于不同空间频率面形误差的去除、修形过程更稳定可靠、刻蚀时间求解更精确等。这种变束斑光学加工的思想有望进一步推广到其他先进光学加工领域。