超表面是金属或者电介质结构单元按照亚波长间隔排列组成的结构平面,这些结构可以改变入射光的相位,使反射光或者透射光根据结构的空间分布来形成相应的波前。通过调整结构单元的几何参数(如结构单元的尺寸,形状),我们可以控制反射光或者透射光的波前。通过控制电磁波的相位,可以实现光束偏转、超透镜、超全息、涡旋光产生、编码、隐身等功能,在量子通讯,新能源,光学成像等领域有着重大的应用。本文对于超表面进行了相关研究,并将超表面应用于冷分子领域,主要的研究内容如下:首先,提出了一种新型的超表面结构,即具有不同周期,不同占空比,不同高度的硅结构光栅单元构成的超表面透镜。研究了不同数值孔径的超表面透镜的聚焦特性的规律。研究结果表明,我们设计的超表面结构具有很好的聚焦特性,聚焦焦点处的光场强度比入射光增强了200多倍。其次,提出了采用超表面透镜应用于MgF分子的光学囚禁方案。计算了MgF分子在聚焦光场中所受的光学势和偶极力,光栅表面对其的范德瓦尔斯势和MgF分子的散射速率。研究结果表明,该超表面透镜可以实现对MgF分子的装载和表面囚禁。最后,讨论了该超表面透镜的像差,研究了不同入射波长对透镜造成的像差以及缺级对透镜聚焦光斑大小形状的影响。