随着现代新材料、新技术、新工艺的发展，传感器的应用日益广泛，位移传感器又是整个传感器领域很重要的一部分，变栅距光栅因为有比等栅距光栅优良的光学特性，可以用于制作位移传感器。另一方面激光技术和数控技术的发展，使光栅刻划分辨率达亚纳米量级，从而可以使变栅距光栅位移传感器的测量精度可以满足应用的需要。 本文中提出用透射式变栅距位相光栅制作位移传感器，通过控制位相光栅的厚度可使0级衍射能量为零，大部分能量集中在衍射一级。在给定衍射方向上，不同波长的光波的衍射光强不同，我们将得到一个光谱分布；当光栅平移时，对应的栅距将发生变化，那么在给定衍射方向上的峰值波长将随之变化，即光栅位置与衍射峰值波长一一对应。通过测量光谱峰值波长的变化相应推算出光栅的位移量，这即是变栅距光栅用作位移传感器的基本原理。 首先用标量衍射理论分析变栅距位相光栅位移传感器的性能，主要以栅距线性变化的变栅距光栅为例，分析了栅变系数、初始光栅常数、光栅占空比及光栅厚度等对变栅距光栅位移传感器的性能的影响，得出影响传感器性能的主要光栅参数是栅变系数G、初始光栅常数d<,0>、及光栅厚度w，其中G、d<,0>直接影响传感器的灵敏度和动态范围，d<,0>越小，G 越大，传感器的灵敏度越高，但动态范围会减小；光栅厚度w影响输出信号的信噪比选取合适的光栅厚度是传感器得以应用的前提。然后以非线性变化的变栅距光栅位移传感器为例，研究了起始光栅常数dn、光栅移动的个数δn、光栅起始值n等对传感器灵敏度的影响，结果表明光栅非线性变化的位移传感器的光谱线与光栅线性变化的谱线不同。 考虑到小光栅常数光栅的衍射偏振特性，采用时域有限差分法，并结合傅里叶变换，计算了不同偏振态的光波通过变栅距光栅时的远场衍射的光强分布。结果表明，受衍射偏振特性的影响，当光栅常数小至光源中心波长的6倍时，光的衍射光谱开始产生畸变，峰值波长很难分辨，因而传感器的测量精度存在极限；而且TM波的光谱形状优于TE波，所以实际应用中应首先选择TM偏振光。