光电编码器是综合光、电、机为一体的精密测量仪器,基于其精度高、分辨力高、稳定性好、寿命长、操作方便等优点,在航天航空、军事、工业、交通、科研等领域有着广泛应用。光栅莫尔条纹信号质量是决定编码器性能的关键指标,而光栅精度是影响条纹信号质量的主要因素,从光栅角度出发,开展光栅空间滤波理论、光栅的设计与制作的实验研究对于提高编码器测量精度具有重要意义。通过阅读国内外大量文献,分析国内外基于莫尔条纹光电信号补偿技术的研究进展及发展趋势,从衍射光栅的干涉光场、衍射光场及空间滤波成像三个方面进行了理论研究,从理论方面对本文的研究课题进行了相关推理;提出了采用光学方法提高光栅信号质量的设计方案。以正弦光栅和矩形光栅为研究对象,设计了制作正弦光栅的光学系统和检测正弦光栅质量的系统;采用马赫-曾德尔干涉法制作多光束干涉光栅,对矩形光栅和制作的多光束干涉光栅进行空间滤波成像处理,并对空间滤波成像处理前后各个光栅的光栅常数进行检验;选取平行光和点光源两种光源垂直照射衍射光栅,用面阵CCD和线阵CCD采集信息,从条纹质量、透过率函数和频谱三个方面对光栅进行检验。通过对衍射光栅进行滤波成像处理实验研究,得出结论:空间滤波成像处理可以有效地抑制高次谐波的含量,可明显地增强光栅的正弦性,使光栅的信号质量得到较大的改善;且随着衍射光栅频率逐渐增大,光栅的正弦性逐渐提高。本课题从衍射光栅研究角度,为提高编码器的精度奠定了实验基础。