在光栅、光子晶体等微周期结构的设计和分析中，光栅区域中衍射场的模拟具有非常重要的意义，它是实现各种微周期结构分析和测试的基础，因此在集成电路领域的应用范围也越来越广泛。严格耦合波分析（Rigorous Coupled-waveAnalysis, RCWA）算法也叫做傅里叶模态法（Fourier Modal Method, FMM），它通过在光栅区域严格求解麦克斯韦方程，考虑波的偏振特性，并利用介质及相关场的周期性，对周期结构的光学元件及其周围的电磁场分布进行分析的一种方法。由于该方法在理论上是完全精确的（只要保留足够的衍射阶次），只是会在数值的处理上引入一定的误差，因此精确度较高，也比较稳定，它可适用于不同坡长范围下特征尺寸任意的衍射光学元件、光子晶体、甚至是一般晶体等周期性结构的设计、制造、测量和分析上。但是，在用RCWA方法对周期结构的光学元件进行模拟计算的过程中，由于其中涉及到大量的矩阵求解，因此计算速度较为缓慢。特别是对多层结构（或是单层但需要划分成多个小层）的光学元件进行分析计算时，RCWA方法的计算效率问题尤为严重，导致在此算法基础上建立起来的监控系统实时性较差，而微扰法的引入，则可以较好地改善这一不足，提高整个算法在多层求解过程中的运算速度。由于在传统的RCWA算法中，任意非矩形结构的光栅都可近似为一个堆叠状的层状光栅，这样需要求解的本征值系统的数目就等于所划分的光栅子层数。将微扰法（Perturbation Method, PM）中求解特征解的方法应用到RCWA算法中，即通过计算出的已知层的特征解来推导出其它未知层的特征解，则可大大缩短RCWA方法中求解特征解的时间，不过前提条件是这些层之间的光学和几何参数相差都很小。本文以梯形光栅为例对该方法进行介绍和分析。本文从实际工程应用的角度出发，研究将PM应用到RCWA方法，构建了一套运行于Windows平台上的模拟周期结构衍射特性的软件平台。该模拟平台简单易用，界面友好，适用范围较广，可分别模拟均匀层、一维、二维及各种不同形状的周期性微观结构的衍射效率，使用者只需要很方便的加载已经事先准备好的配置文件，或是在对应的光栅类别（uniform/1D/2D）中输入合适的系统参数和光栅几何参数，然后点击右侧相应的按钮就能得到数据结果和曲线图。此外，界面上增加了部分接口（如优化输出）方便日后功能扩展。图形用户界面的设计，让使用者可以很方便直观的观察到衍射结果。