突破衍射极限,实现更高分辨率、更小聚焦光斑是光学领域的重大挑战之一。衍射极限效应已经严重制约了深亚波长光刻、超高密度存储、超分辨光学显微、微纳光学加工、医疗成像等领域的进一步发展。近年来研究者采用荧光标记、图像重建等技术在一定程度上实现了超分辨成像,但其为间接成像方式而无法反应被测物体的光学本质。如何突破衍射极限的制约、提高光场调控的精度、研究具有更小尺寸的衍射光斑及更高效率的超分辨聚焦器件是亟待解决的问题。本论文针对现有超振荡光学聚焦器件仅能对焦平面上的横向偏振分量实现超振荡聚焦的不足,提出一种基于二值振幅——相位调控的超振荡聚焦器件,对焦平面上由横向偏振分量和纵向偏振分量构成的总光场实现超振荡聚焦。针对波长为632.8nm的圆偏振光,采用矢量角谱的衍射方法,同时结合粒子群算法来设计远场超振荡透镜,器件设计的目标参数如下:半径为500λ,焦距为400λ,数值孔径为0.78,透镜理论上的设计结果为:半高全宽0.44λ、旁瓣峰值比为25%,且在设计的光场范围[-500λ,500λ]内不存在边带;利用金属同心圆环、介质同心圆环作为器件的结构单元,分别实现二值振幅、二值相位调控;采用化学气相沉积、磁控溅射、电子束光刻、感应耦合等离子体刻蚀等工艺,完成了基于二值振幅——相位调控的Al-Si3N4同心环结构超振荡聚焦器件制备;采用基于纳米光纤探针的远场超分辨光场测试系统,对该超振荡器件产生的远场焦斑总光场进行表征,实验结果表明:该器件焦距为252.8μm（399.5λ）、焦斑总光场半高全宽为0.454λ、旁瓣峰值比为26%、在所测试的[-142λ,142λ]范围内无边带,实现了对入射圆偏振光的超振荡聚焦,总光场焦斑尺寸小于超振荡判据0.487λ（0.38λ/NA）,解决了对总场（由横向光场和纵向光场构成）实现超振荡聚焦的难题。针对光场的多维度（相位和偏振）调控难题,提出了一组具有相位调控功能的反射型双折射超表面结构。采用金属-介质-金属基本结构,利用“十”字型天线的GSP谐振特性,形成正交偏振态的90o固定相位差,以实现亚波长四分之一波片;同时,通过对亚波长四分之一波片Au-MgF2-Au超表面结构的几何参数、材料参数进行优化,实现出射光场相位的准连续调控。在圆偏振光入射情况下,通过旋转四分之一波片可以实现出射光场偏振方向的连续调控,结合四分之一波片组相位调控功能,进而实现对出射光场的相位、偏振独立调控,解决光场的多维度（相位和偏振）调控难题。针对采用传统光学透镜在实现柱矢量光束超分辨聚焦过程中,透镜与光束同轴对准误差严重影响超分辨聚焦质量的难题,提出了一种集成偏振、相位调控功能的反射型超分辨聚焦器件,针对波长为1550nm的圆偏振入射光,采用双曲面相位分布,设计了径向偏振聚焦器件和角向偏振聚焦器件,两种器件具有相同的半径和焦距,其值分别为7λ和2λ,对应的数值孔径为0.962。采用CST STUDIO SUITE商用软件对两种器件分别进行数值仿真,结果表明:在波长为1550nm的圆偏振光入射条件下,（1）径向偏振聚焦器件的焦距为2λ,形成了一个以纵向电场分量为主的实心焦斑,焦斑的半高全宽为0.41λ,焦斑尺寸小于衍射极限0.52λ（0.5λ/NA）,旁瓣峰值比为18.4%,实现了径向偏振转换和超分辨聚焦功能的单片集成;（2）角向偏振聚焦器件的焦距为2λ,形成了一个以横向电场分量为主的空心焦斑,焦斑的半高全宽为0.34λ,焦斑尺寸小于衍射极限0.52λ（0.5λ/NA）,旁瓣峰值比为31.5%。实现了角向偏振转换和超分辨聚焦功能的单片集成。这种器件实现了柱矢量光束中心与聚焦器件中心的自对准,解决了采用分立元件实现柱矢量光束超分辨聚焦中,光束中心与器件中心对准困难的问题。