基于衍射重构的全息视频显示技术可以产生逼真的三维场景,被认为是最有前景的三维显示技术之一,其核心器件是空间光调制器(SLM)。目前广泛采用的硅基液晶(LCoS)距离衍射重构所需求的巨大空间带宽积仍有很大的差距,特别是像素的尺寸方面(主流厂商最小已经做到3.74um)。如果继续使用LCoS光延迟的物理调制技术进一步减小结构的像素单元尺寸,将面临衍射效率下降、相位调制量达不到2π以及工艺限制等诸多问题。近年来具有表面等离子激元(SPP)效应的亚波长金属光栅结构由于独特狭缝波导模共振、有效操纵光的能力、设计灵活和易于制造等优点为实现微纳尺寸光器件提供了可能,但目前应用开发绝大多数集中在无源器件,对有源器件的研究仍处于模拟阶段。直面全息视频显示的有源SLM开发需求,本文将亚波长金属光栅结构与传统LCoS的液晶盒结构进行嫁接,探讨一种类LCoS相位调制器件模型(称之为G-LCoS),以实现高空间带宽积的有源SLM,模拟结果表明此器件可以达到有源0-2π的相位调制。本文从理论模拟和实际实验展开研究,期望为全息视频显示面临的技术问题提供一种新的解决方案。论文的主要工作如下:(1)研究了基于亚波长光栅结构的G-LCoS器件模型。针对超薄有源相位调制器的要求,将亚波长金属光栅结构与传统LCoS的液晶盒结构进行嫁接,用金光栅取代LCoS顶层电极,有源液晶作为中间介质层的电可调材料,结合SPP共振和亚波长光栅狭缝中的F-P共振协同作用于反射光的相位,研究一种与传统LCoS调制机理不同的新颖的亚波长光栅器件结构。(2)基于TechWiz、CST和FDTD Solutions等商业软件构建仿真平台,研究不同像素尺寸和液晶层厚对器件基本相位调制性能的影响以及边缘场效应,研究了基于液晶的电可调特性实现动态调制反射光的可行性。实验结果表明像素间隙和液晶层厚会影响结构的边缘场效应,1um像素单元内,当像素间隙为300nm,中间介质层厚度为600nm时相位调制结果接近2π。(3)基于干涉原理测试制备的G-LCoS器件结构的相位调制性能。论文探讨并借鉴传统LCoS的工艺流程制作了G-LCoS器件结构,针对亚波长光栅结构的特殊性,主要分析G-LCoS的清洗、封装和灌装等工艺。论文通过分析多种相位测试方法,设计并搭建了新的光路测试系统实验平台,通过施加外部电压完成G-LCoS器件的相位调制量测试,得到调制结果最大相位值为1.2π。基于测试得到实验结果与传统的LCoS进行了相位实验对比分析,实验结果表明该器件可达到70.58%的商业器件的相位调制能力。