随着半导体制备工艺技术的提升,具有集成化和轻量化的微纳可调器件逐渐进入科研工作者的视野并受到广泛关注,例如应用于光学成像、调控光波传输性能的超构表面,制备工艺较为简单的多层膜系器件等。然而,受限于自然界材料的种类和结构复杂度,能够实际应用的各种功能调制器依旧相当匮乏,因此,研制适配于更多场景,实现更多功能的灵活可调器件是当前非常重要的任务。本文在金属/介质多层结构的基础上,以理论仿真与实验测试相对比的方式,并根据器件的惯用工作波段和光学特性,设计并研究了三种微纳光学结构器件:1.提出了一种由方形金属开口环,硅衬底和金光栅组成的金属-介质-金属（MIM）结构式超透镜。在固定太赫兹波入射条件下,通过调节单元结构中方形开口环的结构参数,包括环形边长、开口大小和方向,可进一步调控其传输相位,同时保持传输强度恒定,从而选取出组建超透镜阵列的十二个单元结构。该单元结构可被视作类法布里珀罗共振腔,既能够通过光栅层筛选所要研究的交叉偏振光,又可增强光波传输性能。在此基础上,根据透镜聚焦特性并利用分相模式的概念,先后设计了一维链式和二维平面超透镜,并借助电磁场仿真软件模拟了相对应的单点和双向多点聚焦效果。2.提出了一种由方形金属开口环、金属反射层、刚性（硅）或柔性（聚甲基丙烯酸甲酯,简称PMMA）衬底构成的反射式相位型全息超构表面。在固定毫米波入射条件下,首先通过仿真计算选取出振幅恒定,交叉偏振光的反射相位覆盖0-2π的单元结构,并结合单元周期的变化进一步分析了相邻单元间的耦合作用,从而确保了所选单元在组建超构表面阵列时的干扰性最小化。接下来,利用盖尔-沙普利算法（Gale-Shapley algorithm,简称GS）算法和瑞利-索末菲（Rayleigh-Sommerfeld,简称RS）数值积分法并结合预设的目标图像实现了全息图的相位恢复,并在毫米波实验光路中扫描得到交叉偏振光所成的全息像。最后,考虑到超构表面阵列数量对成像质量的影响,采用湿法刻蚀的方法制备了大面积柔性全息超构表面,并成功获取到了其全息图像。3.提出了一种由抗反射（Anti-Refletance,简称AR）涂层、金属-介质-金属（MIM）谐振器、硅或PMMA衬底、MIM谐振器和AR涂层组成的上下对称结构式近完美吸收器,在400-2500nm范围内具有超宽带吸收效果,平均吸收率高于93%。首先利用有限元仿真软件和薄膜设计软件设计并优化了吸收器各项参数,并成功制备样品。接下来理论分析了吸收性金属层的折射率范围从而确定了吸收性金属铬（Cr）。随后借助薄膜传输矩阵理论和光学导纳轨迹法研究了各涂层对吸收性能的影响,并且发现不同波段内相邻膜层的介电常数差值会对器件内部场强产生一定的影响。此外,该吸收器在60°入射角范围内具有偏振光不敏感特性。最后实验分析得以PMMA为基底的柔性吸收器可在大角度弯曲形变条件下依旧保持高效吸收性能。