超光栅是一种可以使光沿着特定的衍射级方向传播的二维光学结构。由于构成超光栅的所有纳米粒子都相同,所以超光栅的调控对象是光栅所支持的各个衍射级。近年来,对超光栅的各项研究表明,光栅方程仅仅给出超光栅能支持的所有衍射级,但无法决定一束光将具体选择哪一个衍射级作为出射方向。也就是说,光栅结构这一反映粒子阵列整体行为的元素,无法圆满解释超光栅现象,所以需要更多关注组成超光栅的每个粒子的光学性质,回归到局域性质上,从局域角度理解超光栅现象。基于多重散射理论,本文研究了由介质材料制成的超光栅能实现负透射即透射光与入射光在法向同侧时介电常数的取值范围,发现无论对何种介电常数,负透射都与介电粒子中激发的旋转电磁模式有着必然的关系。旋转电磁模式提供螺旋相位分布,为控制超光栅不同阶衍射方向上的场分布提供了基础。本文还将超光栅与传统光栅进行了比较,发现组成传统光栅的光栅条不仅不能激发任何模式,散射也很弱,而超光栅中光栅棒的参与非常重要,光栅棒本身可以发生强散射。当同时考虑可发生回射的超光栅,在那里,光栅棒中激发了对称偶极模式。我们得出结论,特定的电磁模式是各种超光栅现象背后的物理基础。本文也详细研究了复原胞超光栅在发生负向透射时,复原胞的结构对负向透射效率的影响。复原胞由两个不同半径的介质纳米柱组成,它们沿一条线排列起来构成超光栅。结果表明,要实现完美效率,复原胞超光栅对小柱子的半径及其在复原胞内的位置并没有非常严格的要求。这意味着负向透射现象对复原胞的结构具有很好的鲁棒性,制备和实现高效的复原胞介质超光栅非常可行.