近些年,超构材料凭借着对电磁波的强大控制能力,引起了越来越多的科研人员的关注。作为超构材料的二维化,超表面由按照一定规律排列的亚波长人工基元组成。通过对人工基元的形状,材料进行合理设计,超表面可以实现对电磁波的频率,相位以及极化的选择和操纵,同时可以实现自然材料难以实现的电磁响应,其在完美成像,光伏发电,生物传感等领域有着广泛的应用。在这些应用之中,控制极化是超表面较为突出的一种能力。作为超表面的一种,手性超镜面可以在反射特定的圆极化波的同时吸收其他圆极化入射波,为电磁和光学器件的设计提供了额外的自由度。本文对手性超镜面的性能设计进行研究,在构建了基于超镜面的耦合模理论的基础上,取得了具有旋性选择性的宽带手性光学透明超镜面以及具有异常反射的梯度手性超镜面等成果,具体工作归纳如下:1.阐述了超表面设计的基本理论,归纳了超构材料吸波的原理和一般超构材料的设计方法,其中包括阻抗匹配,耦合模理论以及矩阵分析法等,这为后续章节超构材料的设计,仿真和反演提供了理论基础。2.建立了手性超镜面的耦合理论模型,将超镜面的入射波和反射波等效于两束方向相反的相干波共同照射,阐明了影响手性超镜面带宽性能的关键参数。3.利用手性超镜面的耦合模理论模型,设计了基于非对称开口环结构的宽带手性超镜面,该超镜面的带宽宽度约为铜基超镜面的7倍,同时其具有良好的光学透明度。理论仿真和实验测试均验证了其具有良好的性能。在ITO超镜面的基础上,提出了实现高圆二色性的可行方法,通过引入方阻值不同的纳米银超薄膜结构,实现了双层手性超镜面。该超镜面在保留了 ITO超镜面高透光度、宽带宽优势的同时,可以显著提高超镜面的圆二色性,使得入射在该超镜面上的特定圆极化波达到极大程度的反射。同时,双层手性超镜面也显示出了入射角度不敏感的特性。4.设计了一种具有异常反射的手性超镜面,该超镜面以非对称开口环谐振器为基本单元结构,通过依次旋转固定角度进行顺序排列,实现了对于特定圆极化波的异常反射。该手性超镜面在吸收垂直入射的左旋圆极化波的同时,以-32.3°的角度反射右旋圆极化波,避免了入射光和反射光的光路重合带来的干扰,具有一定的实际意义。上述研究展示了手性宽带超表面的设计、优化方法的同时,分析了手性超镜面具有独特电磁响应的内在原因。