偏振分束器一般是由薄膜或者双折射晶体结构制作而成的。利用薄膜制作的偏振分束器层数较多,给加工造成了困难;双折射晶体通常对入射角敏感并且体积较大、价格昂贵。亚波长光栅偏振分束器可以将入射的单色平面波分成偏振态各不相同却相互正交的子光波:TE偏振光和TM偏振光,它具有偏振性好、结构紧凑、体积小、易于集成等优点。本文设计了两种基于氮化镓的亚波长光栅偏振分束器:透射光栅和反射光栅。基于等效介质理论和有限元法两大原理,利用COMSOL Multiphysics软件模拟仿真了针对C波段(1530nm~1565nm)的反射型亚波长光栅偏振分束器。用氮化镓材料代替传统材料来制作光栅,偏振分束器的结构为单层悬浮亚波长光栅,在仿真的过程中不断优化其参数得到最优结构,最后通过计算消光比来分析偏振分束器的性能。仿真结果表明:在正入射条件下,当亚波长光栅周期Λ为700nm,光栅高度h为265.3nm,光栅宽度d为640.5nm时,TE偏振光的反射率和TM偏振光的透射率都非常高,并且消光比达到20dB以上。利用模式方法设计了针对1550nm基于氮化镓的透射型光栅偏振分束器,根据模式方法计算出四个符合条件的透射型偏振分束器,之后运用严格耦合波理论的Matlab程序分析它们的性能,选出最优分束器结构。它在衍射效率大于90%时能够得到各个参数的范围,入射光波波长λ范围:1517nm-1582nm;入射角度θ的范围:68.9°-85.3°;占空比f的范围:0.477-0.521;光栅周期Λ的范围:803.7nm-828.9nm;光栅高度h的范围:1449nm-1618nm。结果显示,最优偏振分束器结构的透射效率很高,并且求解得出的数值与模式方法得出的参数几乎一致。