光场的操纵一直是光学领域内重要的研究目标。在传统光学中,利用光波在介质中传播时所累积的相位可以实现对光场偏振态、相位等特性的操纵。然而,自然界中已有材料的折射率有限,且利用光波在已有材料中的传播光程变化实现光学调控的光学系统大多质量体积庞大。在此基础上,科研人员提出了一种新的基于光学超表面调控光场的方法。光学超表面是亚波长散射体的二维阵列,可以用于修改光的不同特性（相位、偏振、强度等）。亚波长散射体能够调控入射光,因此,通过设计不同的单元结构可以使得出射光具有与入射光不同的光学特性。这种新型的结构由于其优秀的表现,自问世以来就吸引了众多目光,也是本文的主要研究内容。本文主要研究超表面对于光波相位、偏振态的调控及其应用,主要创新点在于:研究了纳米槽型超表面对于激发表面等离激元光场的影响因素,设计了一种入射手性依赖型超表面,生成了拓扑荷可控的涡旋光,通过调节纳米槽的取向角,超表面只对某个手性的入射光有响应。本文主要做了以下方面的工作:1.研究了基于超表面利用亚波长尺度上各向异性干涉波的裁剪调控光场偏振态和利用几何相位调控光场相位的方法,利用惠更斯-菲涅尔理论和场叠加原理分析了超表面结构上各个参数对于光场调控的影响,得到了超表面结构中心附近电场与超表面结构、单元结构取向角、入射光自旋之间的解析表达式。2.建立了入射光与超表面的物理仿真模型,基于超表面设计了无偏振依赖的径向光生成器、矢量光束生成器、自旋依赖型涡旋光生成器与轨道角动量区分装置（orbital angular momentum,OAM）。这些新型光学器件实现了特殊光束的生成与涡旋光场的检测。