近年来,微加工技术和纳米光刻技术的快速发展,使得设计亚波长光学元件具有实际意义.亚波长光学元件的特征尺寸小于入射光波波长,特点是仅有零级反射波和透射波存在.这类元件具有结构小巧、重量轻等优点,对集成光学具有重要的意义.由于用数值模拟方法可以优化设计器件结构以降低制作成本等优点,所以,精确计算亚波长光学器件的光学性质是十分必要的.该文用严格耦合波理论(RCWA)设计出一种垂直入射、可集成化的亚波长金属/电介质双层光栅偏振片,该偏振片结构小巧、可以用集成电路工艺制作等优点,对集成光学系统具有实用意义.该文首先介绍了一维单层和多层光栅的严格耦合波理论.并讨论了亚波长单层金属、电介质光栅的偏振特性.基于严格耦合波理论,该文首次设计和分析了一种亚波长金属/电介质双层光栅结构.理论计算表明,零角度入射时,该光栅结构在可见波段对TM波有很高的反射率,而对TE波强烈吸收,即可获得很高的反射光偏振比,可以作为理想的集成偏振器件.考虑到实际制作时可能存在的加工误差,该文还对金属/电介质双层光栅偏振片可能存在的加工误差进行了分析,结果表明,过度刻蚀对金/二氧化硅亚波长双层光栅偏振片的偏振性能影响很大,而光栅占空比误差和刻蚀不足误差则不敏感,所以,避免过度刻蚀是保证金/二氧化硅亚波长光栅偏振片的偏振特性的关键之一.