基于超表面材料的研究发现了很多新的光学现象,其中几何相位调制是最具吸引力的方向之一。与传统光学器件通过厚度来控制相位不同,基于纳米砖的超表面材料只需通过旋转纳米砖的角度就可以实现对光波相位的连续操控。但有一个现象是,由于加工的误差导致超表面器件的效率往往达不到理论值。本文从纳米砖半波片的相位调控机理出发,设计并加工了一款基于硅纳米砖的达曼光栅分束器,并以此为基础开展了基于纳米砖阵列退化的研究,通过实验和仿真分析得出器件退化的一般规律。论文的主要内容包括以下方面:第一章,介绍了超表面材料的发展历程及纳米砖超表面器件的加工退化现状,为本文研究纳米砖阵列的退化特性提供研究背景和意义。第二章,详细阐述了纳米砖半波片位相调控机理、电磁仿真软件CST和Comsol的仿真求解算法、局域表面等离共振和Mie氏共振理论,并通过Comsol仿真软件搭建起单个纳米砖的电磁仿真平台,为本论文研究纳米砖的退化特性奠定了理论基础。第三章,借助傅里叶迭代(G-S)算法,阐明超表面计算全息的相位分布设计方法,设计并加工了一款基于纳米砖阵列的4*4均匀点阵的全硅达曼光栅分束器,通过实验分析分束器的各项性能指标,最后基于CST仿真软件搭建起分束器的电磁仿真分析平台,为本论文研究纳米砖阵列的退化特性提供载体和数据。第四章,详细介绍了加工超表面材料的电子束光刻、等离子刻蚀和原子层沉积等技术,对误差来源进行分析。利用仿真软件CST对纳米砖阵列的退化模型进行了仿真分析;最后通过构建出平行四边形型、梯形型、三角形型、中部凹陷型等多种退化模型,利用Comsol软件仿真分析出纳米砖退化的一般规律。第五章,对本文所做工作进行总结,并对未来工作进行展望。