光栅是一个历久弥新的光学器件，随着现代微纳米加工生产技术和集成光路的发展，尤其是硅基光电子的发展，光栅也在不停的发展及完善中，与其他光电器件一样，光栅在人类社会和经济的发展中做出了巨大的贡献。就硅基集成光路来说，光栅能够很好的实现耦合、相位匹配、光束整形、反射等功能，且具有结构简单、易于集成、制作工艺简单等优点，作为一个基础性光学元器件以被广泛的应用于集成光路中。鉴于硅基微纳光学器件是实现光路集成、片上光电转换以及探测的重要基础元件，论文所有研究将聚焦于微纳尺度范围内。基于严格耦合波分析方法(rigorouscoupled-waveanalysis,RCWA)和时域有限差分方法(finite-differenttime-domain,FDTD)，借鉴在微电子加工工艺常用的硅材料系统，本文重点研究了两种结构简单的硅基微纳光栅分束器：（1）利用非对称光栅能灵活调控光栅区域各个频谱分量的分布，阻止光栅中泄露模的快速衰减，从而实现宽带、大角度、高衍射效率等独特性能，本文设计、优化了一种双功能的单层浅刻蚀非均匀光栅偏振分束器，在1550nm波段附近，当TE偏振波垂直入射时，该器件反射率高达到97%以上；而当TM偏振波垂直入射时，其能产生50:50反射和透射光。（2）基于高折射率差绝缘体上硅（silicon-on-insulator，SOI）材料系统，本文还设计、优化了一种高性能、偏振无关的1×3多层亚波长光栅结构的功率分束器。在1550nm波段附近，当入射光垂直照射时，器件对TE偏振光的0级和±1级透射率分别为31%、32%、32%；对TM偏振光的0级和±1级透射率分别为33%、32%、32%。