纳米阵列结构器件在平板显示、纳米光电子、微光学和光伏等领域具有广泛应用。这些器件的特征尺寸在微米和纳米尺度，因此对包括光刻工艺在内的微纳加工工艺提出了很高的要求。同轴环状孔阵列纳米结构，是一种呈阵列排布的同心环状或条状纳米结构，在偏振、滤波等方面具有很多独特的光学性质。本文研究了基于同轴环状孔阵列纳米结构的两种器件及制备方法，探索了一种基于过度腐蚀的微纳加工技术，并开展了相关实验和测试研究。　　 同轴环状孔阵列纳米结构的理论模拟，在其器件的设计中占有重要地位。本文介绍了基于Maxwell方程组的电磁场理论到时域有限差分法的演变过程。在均匀格点的基础上，采用完美匹配层(PML)和周期性边界条件，设计和优化了基于同轴环状孔阵列结构的纳米蛾眼器件和彩色滤光片。纳米蛾眼器件在可见光波段具有增透抗反特性，本文采用FDTD软件进行了模拟和优化。结果表明，在S1O2单层材料表面设计占空比逐渐增大的同轴环状孔阵列纳米蛾眼结构，可有效增加可见光谱区(400～700nm)的增透抗反特性。并获得了优化的设计参数：最小内径R1(min)=50nm，最大外径R2(max)=150nm，深度H=200nm，周期T=300nm：设计的纳米蛾眼结构具有旋转对称性，因此其透过率基本不受偏振方向的影响。优化后，同轴环状孔阵列纳米蛾眼结构在400～700nm波段的平均透射率大于99.5％，且入射角在±20°范围时，反射率小于0.6％。此设计可适用于柔性薄膜材料，为同轴环状孔阵列纳米蛾眼薄膜的大规模制备奠定了基础。彩色滤光器件是同轴环状孔阵列纳米结构的一项重要应用。本文设计的彩色滤光器件仅由基底-同轴环状孔阵列金属层构成，利用有限时域差分法分析了同轴环状孔的周期、内外半径及厚度对反射光谱特性的影响。获得了宽带宽、透射效率较高的彩色滤光片，其中红光滤光片带宽为～100nm，透射率较高，色纯度良好。　　 为了获得同轴环状孔阵列纳米结构，本文利用过度腐蚀技术，并结合传统光刻技术研究了结构的制备方法。首先，以接触式掩膜曝光、显影后，在光刻胶上得到了5微米的光栅结构，然后置于热板上前烘，接着采用湿法腐蚀对光刻胶掩膜下的金属过度腐蚀，后烘以后再溅射金属层，最后利用lift-off技术去除光刻胶掩膜。探索了过度腐蚀的前烘后烘温度、过度腐蚀时间、镀膜工艺对结构的倒塌性，线宽和对比度的影响等规律。获得了过度腐蚀规律后，以全息光刻制作的周期500nm正交点阵结构为掩膜，利用过度腐蚀工艺，获得了最大内径R1(min)=50nm，最大外径R2(max)=150nm，深度H=140nm，周期T=500nm的同轴环状孔阵列结构。　　 表面采用同轴环状孔阵列结构，为纳米蛾眼器件和彩色滤光片的设计提供了一种新方法。利用过度腐蚀技术结合传统光刻技术的制备方法，可突破光波衍射极限，加工同轴环状孔阵列纳米结构。环状孔内外的高度和材料可以根据需要而选择和组合，与传统方法相比，为优化设计提供了更多自由度和可行性。过度腐蚀是一种很有潜力的微纳加工方法，为制备具有自主知识产权的纳米蛾眼器件和彩色滤光片及其产业化发展奠定了基础。