超材料是一种由人工设计的周期性结构材料,这类材料具有天然材料所不具备的超常物理特性,其特性主要源于亚波长结构单元。超材料的出现刷新了人们对自然界材料的传统认知,为材料科学的发展带来了新的契机和动力。本文利用双折射基底制备的平面超结构因其基底独特的双折射干涉特性,扩展了超材料的研究范围,也为优化传统电光器件的性能和新的功能性器件研发提供了参考。当前对超材料的研究多集中在振幅的测量上,而相位作为电磁波的一个重要参数,对光波的偏振转换特性起决定作用,在微纳偏光器件中承担重要的角色。本文就平面超结构及其相位特征进行了研究。为了研究光波在界面传播时的相位变化,本文首先在双折射基底上蒸镀金膜,然后在金膜基底上刻写制备了“V”型平面超结构,自搭建偏光干涉微区相位测量系统,在可见光波段对以上金膜和超平面结构进行了相位测量,结果表明金膜界面对光波相位无突变影响,而平面超结构对入射光波有突变响应。自建偏光干涉相位测量系统为微纳结构相位信息的精准测量提供了新方法;论文根据琼斯矩阵对双折射晶体干涉理论进行推导,给出了一种理论分析平面超结构相位的方法。主要工作包括以下几个方面:1.介绍了超材料的基本概念和超常物理特性,综述了超材料不同的制备方法及其典型应用。2.引入双折射的概念,介绍了蓝宝石晶体在不同入射条件下折射率的变化规律;以琼斯矩阵为出发点,理论分析了蓝宝石晶体的相位变化;正入射测量蓝宝石的透射光谱,确定了双折射晶体的干涉最优衬比度的实验条件;斜入射测量蓝宝石的透射光谱,探究入射角对双折射晶体的干涉现象的影响。3.利用电子束蒸镀技术在双折射基底上蒸镀金膜;理论分析了金膜在不同偏振组合的相位变化;利用光学显微镜和光纤光谱仪搭建微区测量系统,正入射样品,在不同偏振组合下实验测量金膜的透射光谱,通过拟合透射光谱的峰/谷获得金膜的透射相位。理论分析与实验结果表明金膜界面对光波相位无突变影响,未改变入射光的偏振态4.利用聚焦离子束刻蚀技术在金膜基底上制备V型平面超结构;基于琼斯矩阵推导了V型平面超结构干涉理论,理论分析了V型结构在不同偏振组合的相位变化;利用自搭建微区测量系统,正入射样品,在不同偏振组合下测量V型结构的透射光谱,通过拟合透射光谱的峰/谷获得V型结构引入的相位突变。理论分析与实验测量结果表明V型平面超结构对光波相位有突变影响,可以改变入射光束的偏振态,为平面超结构的相位调制提供了参考。