光学超构表面由亚波长结构单元组成，通过调节结构参数，能够激发共振模式捕获光场，灵活调控出射光波的振幅、相位等，极大促进了光子学的应用发展。早期关于光学超构表面的研究主要基于金属材料，但金属在光学波段不可忽略的热损耗劣化了超构表面器件的效率。近年来，研究者们发现采用高折射率的电介质材料可以克服金属损耗大的问题，激起了介质光学超构表面的研究热潮。设计介质超构表面能够获得高品质因子共振腔，还能灵活调控波前，具有良好的应用前景。本文的主要研究内容和创新点如下：
　　(1)设计并制备了一种硅超构表面共振器件，在近红外波段激发了环形偶极子共振。首先，用有限元方法仿真分析了该超构表面的透射特性与电磁场分布，证明共振处存在很强的环形偶极子振荡。然后，通过对电磁多极子散射强度和远场辐射方向的计算，详细研究了共振波长附近的远场辐射性质，并分析了超构表面结构参数的变化对多极子散射的影响。最后，制备了超构表面样品，并测得环形偶极子共振的品质因子约为261。
　　(2)设计了一种动态可调的全介质超构表面双焦点透镜，并理论分析了其聚焦效果与可调性。首先，利用相变材料锗锑碲化物(Ge2Sb2Te5，GST)在非晶态与晶态时折射率差异较大的特点，在硅纳米柱阵列上添加GST薄膜，通过改变GST的晶化度调节了透射光的相位响应。随后依据空间复用的方法设计了双焦点超透镜，并使用时域有限差分法分析了当GST处于不同晶化度时的光强分布。当工作波长为1550nm时，所得两焦点分别位于超透镜后9.8μm与5.2μm处。且GST晶化度在0~100%间变化时，两焦点强度连续可调，光强变化范围分别可达80%和40%。