光学相控阵是基于控制阵列相位的分布来控制干涉光束方向的原理进行波束扫描的器件，具有高精度、无惯性扫描、随机指向等优点。近年来光学相控阵的结构的发展趋势是小型化和集成化。高折射率差光栅是一种具有高反射率和反射相位的亚波长光栅，由双层光栅组成的空心波导具有超低损耗及特殊的相位传输特性。高折射率差光栅空心波导的低损耗、小尺寸和独特的相位传输特性，很好地满足光学相控阵的结构要求。　　本文针对光学相控阵的需求，利用高折射率差光栅空心波导的特点和优势，对高折射率差光栅空心波导应用于光学相控阵进行了初步的理论分析和实验研究。具体工作如下:　　1.理论方面，对高折射率差光栅空心波导进行理论调研，提出利用射线模型计算波导的输出相位，分析影响输出相位的参数，给出使用数值解法近似计算输出相位。　　2.结构方面，提出一种基于高折射率差光栅空心波导的、波长控制的光学相控阵系统结构。提出两种基于不同工艺的实现方法。　　3.仿真方面，针对上述结构中的两点假设进行了原理性仿真验证，即差异化参数对相邻波导引入相位差、波长控制远场光束角度。讨论了多单元光学相控阵的实现方法。　　4.实验方面，实现了基于SOI工艺设计高折射率差光栅空心波导的Y型分束器。在工艺制备方面，实现了与设计尺寸10nm左右误差的波导器件。在实验平台上，实现了微米量级的波导平行对准，验证了Y型分束器的分光性。