基于飞秒激光对脉宽压缩光栅宽光谱和高衍射效率的要求，提出了一种金属介质膜结构的宽光谱高衍射效率脉宽压缩光栅，该光栅由基底、金属介质膜和表面浮雕结构组成。为获得宽光谱高衍射效率的脉宽压缩光栅，采用严格耦合波理论对金属介质膜光栅的结构参数进行优化设计。数值分析表明当金属介质光栅的槽深、剩余厚度、占空比和入射角分别为272 nm,10 nm,0.23和54°时，对于中心波长为800 nm的TE波，其-1级衍射效率在732~886 nm内优于97%，有效工作带宽达150 nm。