亚波长高对比度光栅具有低损耗、高反射率、带宽可调、较强的相位匹配和聚焦能力,并且结构简单,可以通过微纳米制造技术进行制备,在原子光学领域具有广阔的应用前景。在论文中,我们首先提出了一种新型的弧形高对比度亚波长光栅反射器作为光学偶极阱来囚禁冷原子。由于一维的平面光栅结构具有高反射和宽频带的光学性质,因此我们在这基础上设计了一个二维弧形光栅结构,这种结构除了具备一维光栅的光学性质,还具有强聚焦功能。尤其是在弧形光栅焦点处的光强,几乎增强了100倍。如此强的聚焦光场能够提供足够大的阱深去囚禁冷原子。下面我们对这个方案的可行性从以下几个方面进行了计算和讨论：(1)囚禁在表面的冷原子受到的范德瓦耳斯势非常小,几乎没有影响；(2)通过计算得到囚禁87Rb原子的最大阱深达到1.14mK,因此足够用来囚禁在Rb磁光阱中温度为120gK的冷原子,且在阱中的最大光子散射低于1/s；(3)由弧形光栅列阵构成的介质芯片也可以用来操控冷分子和微米尺寸的粒子。其次,我们提出用两个完全相同的高对比度亚波长平面光栅构成一个光学腔,采用有限元软件对其光场分布进行计算模拟,结果发现当从腔的底部垂直入射波长为1064nm的偏振波,在腔中会形成相干的驻波场,如果分子入射到驻波场中,会受到光学偶极力的作用,改变它的运动轨迹,因此这种驻波腔光场可以用来沉积分子。接着我们用蒙特卡洛法对分子沉积进行模拟,结果发现大部分分子沉积在光强最大的区域,并且分子沉积图案与驻波场分布十分的吻合。