随着科技的进步,光器件对小型化和集成化的要求越来越高。与传统的光学元件相比,二维的超表面具有独特的电磁响应特性,平面结构意味着制造工艺简单,还可以通过使用不同尺寸、不同形状的结构单元,使用不同的排列方式等,实现对光的强度、相位、波长和偏振等特性的调控。在纳米光学领域,超表面已经受到了人们的广泛关注。通过将纳米颗粒按一定的周期组成阵列,单个粒子的局域共振与周围粒子之间的电磁耦合会产生一种新的集体响应,这就是有着更高品质因数的表面晶格共振。与金属材料相比,介质材料在近红外甚至可见光波段具有非常低的欧姆损耗,可用于设计具有更高品质因数的光学超表面。本文基于时域有限差分法和严格耦合波分析,对全电介质超表面中的表面晶格共振进行了研究,有望在激光增强和生化传感等领域得到应用。本文主要对以下内容进行了研究:（1）提出了具有双共振峰的硅基表面晶格共振超表面结构,给出并验证了一种在不改变偏振的条件下,仅通过改变周期来调控两个共振峰位的设计思路。（2）使用时域有限差分法和严格耦合波分析仿真设计了具有给定波长的表面晶格共振超表面结构,在可见光波段的品质因数可以高达2600,分析了结构参数对其透射光谱的影响,介绍了此种超表面的微纳加工方法并制备出超表面实物。（3）搭建了用于测试超表面样品透反射光谱的光学实验测试平台,使用此测试平台对超表面实物进行了实验测试。（4）提出了一种金反射镜上的氧化锌介质超表面结构,具有16000的超高品质因数和高达15930/RIU传感性能参数,仿真结果表明,可以在气体和液体的折射率传感中得到应用。