将衍射光学技术应用于ICF激光驱动系统中，对于改善激光束质量、提高系统整体性能、降低系统造价具有重要意义。本论文以我国ICF驱动装置神光Ⅲ及其原型样机TIL的研制为背景，以发展衍射光学技术、满足神光Ⅲ对DOE的迫切需求为目标，对应用于ICF驱动系统中的三种重要衍射光学元件CSG、BSG、PCP的设计、制作及应用中的相关问题进行了深入、系统的研究。 根据ICF终端光学系统对谐波分离的实际要求，采用激光直写图形、根据光栅周期大小利用湿法或干法刻蚀成形的方法在国内首次制作成功Φ100mm等多种口径的CSG，并在高功率固体激光装置星光-Ⅱ上完成了元件性能的实验研究；通过理论分析，建立了CSG结构的加工误差模型，系统地研究了各种结构参数误差对CSG性能的影响，提出了CSG的加工精度要求，这对确定CSG的制作工艺具有指导意义。根据ICF终端光学系统对激光取样技术的要求，分析了BSG结构参数与其取样效率和分离角的关系；在此基础上，发展了电子束直写掩模曝光和光学全息曝光两种制作BSG的方法，分析比较了两种方法的优缺点，并进行了实验验证。同时结合ICF系统对元件多功能集成的需求，提出采用灰阶编码掩模方法制作CSG/BSG功能集成元件，该方法只需一次光刻制作集成DOE，且能通过掩膜编码预补偿设计改善光刻图形质量，为制作集成DOE提供了一种有效新方法。根据ICF多层放大系统对光束波前控制的要求，提出采用PCP校正静态波前畸变，并对元件的理论设计和加工制作进行了研究，取得了重要结果。 本论文的工作为CSG、BSG、PCP等衍射光学技术在神光Ⅲ系统中的应用提供了必要的理论和技术基础。