源于上个世纪中叶的以硅材料为核心的半导体微电子技术的出现已经彻底地改变了人们的生活方式。在上个世纪,半导体微电子技术始终围绕着“摩尔定律”快速发展,将微电子产品的性能以及能效不断地提升,然而进入本世纪,随着半导体的节点技术迈入数十纳米的量级,半导体器件开始在功耗控制、信号带宽、延迟等方面遇到了瓶颈,成为了微电子技术领域可持续发展的一个难以逾越的障碍。正是在这样的大背景下,利用硅基材料的CMOS制造工艺,构建以光子为信号载体的集成光互连技术-硅基光子集成技术成为大势所趋。借助硅基光子学技术的这股研究热潮,以硅基材料为核心载体、以CMOS工艺为制造基础的面向通信、传感、监测、能源等多领域的光调控技术又一次走到了科学前沿。本论文重点关注硅基微结构材料在界面光学调控方面的应用,研究多种平面光学结构设计在宽谱透反射的特性,目标是实现一种具有高抗反射性质以及便于微加工的硅基光学抗反射膜。面对越来越复杂的集成光子器件,传统基于散射理论以及耦合波理论的方法在分析基本物理方面虽然仍然具有借鉴意义,但是其在定量分析方面,已经不再非常胜任,因此本论文将使用数值方法对硅基光学微结构进行模拟和仿真。有限时域差分算法(FDTD)利用差分替代微分,是一种公认的非常有效的数值计算手段,已经被广泛应用于微分方程组的求解。将FDTD算法应用到Maxwell方程组的求解,用于分析电磁场在复杂结构中的传播问题,已经成为了科研界研究的一个不可或缺的手段,其应用性比较广泛,该算法在天线、雷达、平面光波导等方面的应用取得了很大成功。在本论文中,FDTD算法被用于设计多种周期性的硅基微结构在覆盖可见光谱范围的透反射的特性,首先研究了简单硅基半球组成的晶格,进而过度到由半球组成的复杂晶格,最后提出了一个新的结构-回字型结构,并通过仿真验证了其有效的广谱抗反射特性。针对该结构,进行了相关的前期的微加工工作,研究了不同电子束曝光剂量下,结构制备的特性,为后续的实验工作进行了铺垫。