该文从理论和实验两个方面对亚波长结构进行了较为详细和系统的论述,运用等效介质理论对其进行重点分析,设计制作了抗反射光栅样品,并用耦合波理论对设计结果进行了检验.内容简述如下:(1)详细论述了等效介质理论,推导了亚波长光栅结构的零级和二级等效系数的表达式,讨论了等效介质理论成立的条件,并对影响等效系数的因素进行了分析.为了消除亚波长光栅的偏振敏感性,将等效介质理论推广到二维结构,对一种特定的矩状结构进行了分析,构造了一种分析方法,即将这种二维结构看作两个相互垂直的一维光栅结构的组合,然后利用光栅结构的有关表达式获得这种二维结构的近似等效系数,对二维亚波长结构进行设计.(2)运用耦合波理论对一维矩形亚波长光栅结构的衍射进行了分析,并运用到二维亚波长结构,得到了TE和TM偏振状态的衍射耦合波方程.将结果用来验证上述的设计,证明了设计的有效性.(3)采用二元光学的方法在硅衬底材料表面实验制作了正方柱形抗反射浮雕光栅,分析和测试了样品的表面形貌和透射谱线.样品在中心波长10.6μ m附近的透过率达到近70﹪,和硅片约50﹪的透过率相比,样品的透过率明显增加.实验结果表明:亚波长抗反射光栅可以作为传统抗反射膜层的替代,并且克服了抗反射膜层附着力弱,稳定性差,热膨胀失配和组分扩散、渗透等的缺点.(4)分析了光刻工艺和离子束刻蚀工艺中对浮雕图形质量的影响因素,特别是对于周期小、刻蚀深度大的亚波长抗反射光栅,总结了一些有效的改善方法,为获得高保真的亚波长浮雕图形轮廓提供了实验经验.