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超表面具有较强的空间光场调控能力,可在约为波长的厚度内完成对光场幅度、相位和偏振的调制,其透过率高,设计灵活且成本较低。利用电介质、金属等各类材料实现的超表面已被广泛应用于波前重塑、特殊光束形成、成像、显示等各个领域。本论文基于电介质超表面研究了应用于模分复用光通信的模式转换器件和光镊领域的集成功能器件,并进行了设计和仿真验证。近些年来,通信传输系统中的数据容量呈指数增加,模分复用技术在提升传输容量方面具有极大潜力。首先,本论文提出了基于超表面多平面光转换器件的模式轮循器件,其可用于一种较先进的长距