微结构是特征尺度与工作波长在同一个量级,且具有一定规则排列分布的结构。微结构的光学性质由材料本身以及结构形状共同决定,可以通过电磁波与微结构互相耦合作用的机理,实现对目标光学散射特性的调控。因此广泛应用于热辐射调控、传感器等领域。关于微结构的研究工作多集中在结构的设计和机理研究等方面,而关于光与微结构相互作用后空间光学散射特性的研究很少见到报道。本文针对铝基和硅基圆柱形腔体与硅基正方形腔体的微结构表面的光谱散射特性开展了研究工作,通过仿真计算和实验相结合的方法系统研究了微结构的周期、腔体半径、深度、入射天顶角和方位角等因素对其光学散射特性的影响。本文的主要工作包含以下几个方面:一、本文基于有限元法采用COMSOL Multiphysics软件构建了表面具有矩形周期排列的铝基圆柱形空气腔体结构,并对其表面的光谱散射特性进行了仿真计算,详细分析了微结构的周期、腔体半径、腔体深度等结构参数对光谱散射特性的影响。二、对铝基周期性圆柱形空气腔体、铝基正方体腔体和硅基圆柱形空气腔体的光谱散射特性进行了仿真计算,综合研究了入射天顶角和方位角等对微结构光谱散射特性的影响。三、本文根据设计和仿真结果委托加工了不同基底和结构参数的微结构样品,采用BRDF测量装置对样品表面的面内光学散射特性开展了测量研究工作,分析了微结构的几何参数、入射角度、波长等因素对测量结果的影响;采用SEM对样品形貌进行了表征,研究了样品表面氧化、污染等因素对测量结果的影响;采用衍射理论解释了散射峰产生的原因,分析了散射峰的位置随波长的关系。