在光学的发展过程中，光栅作为一种重要的分光元件，广泛应用于摄谱仪、激光器、集成光路、光通信、光学互连、光计算、光学信息处理和光学精密测量控制等各方面，一直是光学研究的重点。本文中，对菌紫质同圆偏振光栅、位相型Ronchi光栅两种光栅的衍射特性进行了研究。　　细菌视紫红质（简称菌紫质）是自然界经过长期进化形成的优良的生物分子光致变色材料，它具有优良的光学和光电特性，是目前光存储、光信息处理和光电功能材料等领域研究的热门材料。菌紫质所具有的光致各向异性使得其成为全息光栅的一种重要材料。在记录菌紫质同圆偏振光栅的同时，加入线性偏振的紫光，会使菌紫质薄膜中记录的光栅由非偏振光栅转变为偏振光栅。本文中，我们基于菌紫质简化二态光循环模型及琼斯矩阵建立计算模型对菌紫质同圆偏振光栅的衍射调制特性进行了深入研究。　　位相型Ronchi光栅在Fourier光学和光学系统的像差测量及像质评价等领域都有重要应用。目前对其衍射特性分析大多采用解析方法。时域有限差分法（Finite-Difference Time-Domain Method，FDTD）是一种重要的数值仿真方法，现今已广泛应用于电磁场计算、微带天线、滤波器等领域的仿真。其优点是能够直接模拟场的分布，精度比较高，是目前使用比较多的数值模拟的方法之一。基于时域有限差分法的 Ronchi光栅衍射模拟，有助于对Ronchi光栅的衍射特性研究。　　本论文中完成了以下工作：　　1.研究了时域有限差分法的基本理论。通过 Yee元胞对麦克斯韦差分方程进行中心差分离散，我们推导了时域有限差分法的三维时域有限差分方程。　　2.讨论了时域有限差分法中的数值色散，从柯朗稳定条件出发，推导其时间步长间隔与空间步长间隔需要满足的条件。并对时域有限差分法中的吸收边界条件和激励源进行了研究。　　3.对菌紫质同圆偏振光栅的衍射调制特性进行了研究。在同圆偏振记录菌紫质光栅的同时，加入线性偏振的紫光进行诱导，研究其偏振光栅的衍射效率与再现线偏振光的偏振方向和辅助紫光的偏振方向之间的夹角的调制关系。基于琼斯矩阵和菌紫质光循环的简化光循环模型，建立了紫光诱导同圆偏振记录光栅的理论模型，并对实验结果进行模拟。　　4.基于时域有限差分法模拟计算了位相型 Ronchi光栅的衍射过程。对位相型Ronchi衍射光场0级衍射光场消失，1级衍射光场增强的独特性质进行了理论分析，并使用时域有限差分法对位相型 Ronchi光栅衍射光场进行了模拟，模拟结果与实验相一致。