超表面是一种二维超材料，其电磁响应特性不完全依赖于材料本身，而是能根据材料结构单元的排布方式、形状及尺寸的不同任意控制。例如，光栅、光子晶体等人工微纳结构都可以看成是特殊的超表面。在亚波长尺度上，超表面能够对电磁波的幅度、相位、偏振等进行调控，因此可以实现光吸收、异常反射/折射、平面聚焦、表面波激发、偏振控制及不对称传输等多种功能。
　　本论文针对基于超表面的不对称传输器、不对称多功能器件展开了研究。不对称传输器是一种能使前向入射光和后向入射光的透射率产生很大差异的器件，在光通信以及光信号处理中有重要的作用。多功能器件指将多重功能集成在单个器件上，有利于光电集成。不对称多功能器件则是指根据光传播方向、偏振态及波长的不同，器件可实现不同的多种功能，能推动光电系统向小型化、集成化发展。
　　我们围绕基于超表面的不对称传输器、不对称多功能器件展开了如下研究：
　　首先，对基于互补耦合光栅的不对称传输器进行了研究。结果表明，借助互补光栅结构单向激发表面等离激元以及互补光栅中固有的近场耦合效应，该器件在1250nm处对X偏振光的前向透射率高达0.96；而后向透射率则小于0.16；并且有高达174nm的3dB工作带宽；另外，改变隔层距离和上、下光栅之间的侧向位移可调整垂直耦合和侧向耦合效应，进而调控不对称传输性能。
　　其次，我们针对基于相位梯度超表面的不对称多功能器件展开了研究。不对称多功能器件由上、下两层超表面构成，也称之为超构器件。针对不同入射方向、不同偏振态的光波，该超构器件可提供不同的相位响应，由此实现不对称的多功能。结果表明，在工作波长800nm处，当X偏振光入射时，该器件可以用作透射光的不对称传输器；当Y偏振光前向入射时，该器件可对反射光波实现平面聚焦的功能，而在任意线偏振光后向入射时，则对反射光波具有偏振分束的作用。