随着反射式新型显示、信息编码、高端防伪等产业的发展,反射型彩色滤光显示成为研究热点。然而,受现有制备工艺的限制,基于微纳结构的彩色显示存在制备效率低、成本高、工艺繁琐等缺点,难以规模化生产和大范围推广应用。本文面向大面积超表面彩色显示提出了多像素干涉光刻系统,该系统以4F光学系统为基础,通过多像素空间光阑与相位元件联合调制入射光,研究了多干涉光场的构建原理;通过分析空间光阑分时变化与相位元件相对运动对系统成像面图案大小、分布位置以及微纳结构空频、取向的影响,解析了多干涉光场的调控原理。将该空间、相位调制的傅立叶变换光学系统与微缩系统结合,即可实现像素图案分布、结构参数可调的纳米结构在线制备。基于三原色加法混色原理,本文利用所设计纳米结构的反射滤光光谱特性,设计了九宫格像素,通过控制三原色纳米结构的像素面积实现三原色光通量混合比;将对应红、绿、蓝子像素的纳米结构分层提取,获得针对三种纳米结构的像素图案组合。利用上述多干涉光场的生成与调控原理,反演空间光阑的分时分布、相位元件的结构分布及其相对运动,并将实验制备的光阑与相位元件置于傅立叶变换光学系统中,通过单次曝光在光刻胶表面实现三像素下光栅结构的同时制备;通过三次分时曝光与相位元件相对运动,实现了九像素下三种光栅结构的分时制备;通过将三次光场分时复用,实现了所设计九宫格像素化纳米结构的多像素分时制备。由此可见,利用该多干涉光刻系统可实现多像素微纳结构的同时制备以及变参量微纳结构的分时制备,极大的提高了制备效率,为变参量微纳结构的大面积制备提供基础。