超冷原子实验装置的小型化一直受到传统光学元件尺寸的限制。近年来,光电技术的不断发展使得电磁调控理论和半导体器件制造工艺快速发展,越来越多能够实现集成化的微型光学器件被设计和制造。超材料是利用亚波长高度的单元排布而成的超薄平面光学材料,可以实现对电磁波偏振和相位等性质的灵活控制,因此它为原子芯片的设计提供了新的思路,一些基于超表面的原子芯片也逐渐被提出。本文主要利用传输相位型超表面设计了两种可以用于原子分子囚禁的原子芯片,主要研究内容和成果如下:（1）提出了一种新型的超表面结构,即具有不同占空比的硅结构光栅单元构成的超透镜,在焦平面上可形成聚焦光环。在Si O2衬底上构建Si微柱的周期单元,扫描不同高度、不同周期、不同占空比筛选出了能够覆盖0-2范围相位调控、同时保持高透射率的单元结构库。根据聚焦公式排布微结构单元实现了能够形成聚焦光环的超表面透镜。光环最大相对强度可以达到55,同时研究了不同波长下的聚焦效果以及不同数值孔径的超透镜聚焦效果。最后利用超透镜产生的聚焦光环来构建一个Mg F分子的光学存储环,计算了Mg F分子在聚焦光环光场中所受的光学势和偶极力,以及超表面相互作用的范德瓦尔兹力,最后采用Monte-Carlo模拟方法对存储环中Mg F分子的运动动力学过程进行了研究。（2）提出了一种改变相位板和超透镜之间的位置来现实可移动光学双势阱的方案。在一维上设计了透镜的具体排布,两片超透镜中心位置重合时可产生两个聚焦点,当它们的相对位置发生变化时,两个光阱逐渐重合为一个光阱,可用于两个冷分子团的合束。