三维彩色全息图像以其具有独特的3D视觉效果,已经用于安全、新型印刷材料生产和检测中。而目前主要的实现手段有激光全息技术,单光束激光直写,电子束光刻以及激光干涉光刻。传统的激光全息记录过程需要严格的记录环境,难以记录虚拟的物体,其应用范围受到限制。单光束激光直写技术由于受到其分辨率的限制,制作的3D图像视角小。电子束光刻技术虽然能够实现任意图像的制作,但需要的数据量大,加工效率低,其制作幅面和成本很大程度上制约了其应用范围。激光干涉光刻,结合了干涉曝光的并行曝光与激光直写的任意图形化的优势,是一种高效、高分辨率的光刻制版方法。而目前激光干涉光刻技术输出结构的空频和取向得不到连续的调制,导致制作出的3D图像存在颜色表达不准确、3D立体感弱、视场较小的缺点。本文采用了一种可实现连续变空频的激光干涉系统,该光刻系统能够对输出光场进行连续调制,可连续改变3D图像中各光栅点阵的周期和取向,形成直线观看狭缝,得到的3D立体感强、视场角大。同时采用的干涉技术相比电子束光刻大大的压缩了数据量(1万倍以上)。首先本文分析了点阵全息理论,对3D图像各坐标位置的光栅像素的周期和取向进行了理论计算,为之后的图像编码输出做出基础分析。根据全息理论要求,提出了紫外连续变频光刻的系统并阐述了其工作原理,进行了系统相关光场的理论分析。其次论文对3D图像输出进行了研究,分析了单色与彩色3D图像微纳米表达方式,对各3D图像的编码输出进行了计算,包括3D图像获取,图像的处理,软件的计算等。最后论文通过一系列实验进行了相关理论的验证,包括光刻多种单频、单取向结构来验证紫外连续变频光刻系统的光场调制的连续性,得到的实验结果与理论设计相符;通过光刻单色单频的3D图像以及同轴菲涅尔透镜进行了系统输出结构的连续匹配性验证,能够满足3D图像光刻的需求;最后光刻制作了一系列的3D图像,得到的3D效果明显,色彩鲜艳,视场大,很好的满足3D图像制版技术要求,更加证明了以上理论分析的正确性。得出这种连续变频系统能制作大幅面的3D图像且制作周期较短,符合市场需求。在当前3D显示技术发展的重大需求背景下,这项技术具有重要的应用前景。