在两个不同方向上具有周期性结构的二维光栅,在光谱分析、激光技术、集成光学、精密测量等技术领域具有重要的科学研究和工程应用价值。二维光栅的微结构参数决定了其衍射特性,如果能找到二维光栅微结构的控制方法和技术途径,将可以实现对其微结构的有效控制,大大提高光栅的制作技术水平,拓宽其应用领域。本文以二维全息光刻胶光栅为研究对象,开展了二维全息光刻胶光栅微结构成形的工艺研究,主要工作如下:1、基于一种新的实验研究方法开展光刻胶特性相关工艺研究工作,实验结果表明新实验方法与原有的台阶实验方法所得结果具有对应性,验证了采用新的实验研究方法研究光刻胶特性的合理性与可行性。2、开展二维全息光刻胶光栅槽形的表征及镀金二维光栅的衍射效率的研究。引入K参数对二维光刻胶光栅底部槽形轮廓进行表征;基于严格耦合波理论,建立与实验获得的槽形结构相对应的镀金二维光栅模型,分析了其衍射特性,并对周期为12001ines/mm、占空比在 0.35-0.45、槽深在 200nm-320nm、K值在 0.4-0.54 范围内的镀金二维光栅TE、TM偏振光-1级衍射效率进行了精细扫描,研究了K参数对衍射效率的影响,指出严格控制槽形形态对制作镀金二维光栅的重要性。3、开展二维全息光刻胶光栅槽形微结构成形及控制工艺研究。通过一系列二维光刻胶光栅制作工艺实验,获得了不同浓度显影液、不同显影时间下的光刻胶对比度曲线;提出采用二次显影的方法控制二维光刻胶光栅槽形的工艺新思路;开展了二次显影方法的工艺实验,并开展了二次显影法下光刻胶光栅槽形的仿真,并将仿真结果与工艺实验获得的光栅的槽形测量结果进行了对比,分析说明了二次显影槽形仿真方法的合理性与可行性,并从工艺实验上实现了一定K值下二维光刻胶光栅槽形占空比数值的有效控制,显示出了该方法对制作特定槽形微结构的二维全息光刻胶光栅具有一定的工艺指导作用。