衍射光学与微纳电子学科的结合使衍射光学器件的理论研究方法越来越完善,加工制造技术不断改进使衍射器件的应用领域不断拓展。今后,衍射光学元件越来越向微纳光电集成和亚波长结构发展。亚波长光栅就是其中应用最广泛的器件之一。亚波长光栅由于其光栅周期小于入射波长,只存在零级衍射波的特点使其计算模拟过程简单且衍射效率高。由于这种特殊的衍射特性,亚波长光栅具有很多传统光学器件无法实现的光学功能。利用亚波长光栅的衍射效率高,带宽窄和对参数敏感等特性可以设计窄带滤波器。而亚波长光栅耦合器由于对结构没有特殊要求也具有广泛的应用。而近年来理论上证明了利用亚波长光栅也可以产生宽带,反射率接近100%。产生宽带的原理就是利用多个共振峰之间相互作用。本文中利用严格耦合波分析法（RCWA）对一种堆叠结构的亚波长光栅的衍射特性进行模拟计算和分析,设计了在可见光波段具有宽带的亚波长导模共振光栅反射器。主要工作如下:1.简单阐述了衍射光学的发展,介绍了衍射光栅的分类及其应用。2.介绍了等效介质理论并详细分析了严格耦合波分析法（RCWA）的原理和推导过程。3.使用严格耦合波分析法（RCWA）对Ti O₂和Si O₂堆叠结构光栅的不同参数如光栅周期,光栅占空比,不同层的厚度和角度等对共振特性的影响进行分析。可以看出周期主要是对反射宽带的位置影响较大,而占空比主要影响的是共振带宽,Si O₂的厚度对带宽的影响不太明显,Ti O₂层对光栅的影响较大。最后,用粒子群优化算法对一层堆叠的光栅结构进行优化。4.在光栅堆叠结构的基础上建立了一种在可见光波段具有宽谱反射特性的反射器,并对三种高折射率材料（Ti O₂、Si C和Si）分别与Si O₂组成的堆叠光栅进行结构优化。Ti O₂和Si O₂光栅在双层结构可达到50nm的反射带宽,而三层堆叠结构可达到100nm的反射带宽。而Si C和Si O₂光栅双层和三层结构都可以达到100nm以上的反射带宽。Si和Si O₂光栅则都可以实现150nm以上的带宽。最后通过对比了三种光栅不同堆叠层数的反射谱及对入射角度的敏感性,并从导模共振的角度分析结果,可得折射率对比度越大,层数相对增加对宽谱反射和角度不敏感特性都有良好的提升。