超构材料由于其具有自然材料所不具有的特性,并且可以灵活地人工设计单元结构方式,已经成为了研究的热点,但随着研究的深入发展,超构材料受材料损耗及结构体积的制约,实际应用受到了阻碍,超构表面则更易制造且具有更低的损耗,逐步成为了研究的新方向。超构表面能够实现对入射波前的自由调控,其中梯度相位超构表面的异常折反射效率体现了超构表面对于入射光的调控能力,相关的研究得到了迅速的发展。本文利用广义斯涅耳定律和Pancharatnam–Berry相位(PB相位)原理设计并研究了碳化硅(SiC)和金属材料的梯度相位超构表面,主要研究超构表面在不同波段的异常反射特性,同时也研究了影响异常反射效率的相关因素。主要工作有:1.在远红外波段,设计了三种SiC材料的梯度相位超构表面,研究其异常反射的特性。SiC极性晶体支持的表面声子极化激元,表现出类似于金属的特性,具有负介电常数与高反射率,可以设计异常反射超构表面。三种不同结构的SiC梯度相位超构表面的异常反射效率各不相同。对于不同的结构,研究参数变化对异常反射效率和谐振频率的影响。仿真结果显示,单层SiC梯度相位超构表面的异常反射效率可达60%,该器件对SiC超构材料热辐射和异常折反射的研究具有一定的借鉴作用。2.在近红外波段,设计了金材料的梯度相位超构表面。由于金属条结构对于各向异性具有强烈的响应,金属结构在异常反射的研究中具有极高的交叉偏振反射效率,本文选择金条结构作为梯度相位超构表面的结构单元,超构表面具有双层金结构。本文将双层结构上下层金结构之间的旋转角的差值作为变量,在双层金条结构、双层金槽结构和金条金槽复合型结构中研究其对异常反射的影响。研究了金条金槽复合型结构的非对称反射现象,分析了上下层金结构的厚度差对非对称反射的效果的影响。