拓扑光子学逐步成为重要的物理光学原理和方法，其光场调控的新颖方式引起了人们极大的兴趣。近年来人们借助拓扑光子学理论，采用光子晶体、超构表面等一类人工亚波长光学超结构，提出并实现了微波波段或光波段的宽带单向传输、抗散射传输等新奇光学现象。根据拓扑光子学的发展历程，简要回顾了基于类量子霍尔、类量子自旋霍尔、类量子能谷霍尔等类量子效应光子晶体的拓扑物理特性和设计方法。进一步，分析了拓扑光子晶体在微纳集成光子与光量子器件方面的潜在应用。未来，随着人们对超结构的物理原理、光电设计、制备工艺、封装测试等研究的不断深入，超构光子学将成为新一代信息技术领域的重要组成部分，并有望在硅光电子学、集成电路、微光学技术、显微成像、光量子计算、量子精密测量等基础与应用领域，产生积极深远的影响。

氮化硅材料提供了一种与CMOS兼容的集成光子平台，具有丰富的光学特性。通过调节相关制备参数，可以获得特定折射率的薄膜材料，且消光系数和非线性系数具有较大可调控范围。因此，氮化硅材料在薄膜光学、微纳平面光学、非线性集成光学等诸多领域具有广泛的应用前景。本文主要介绍氮化硅材料的光学特性及其在光学薄膜、微纳超构材料和硅光集成器件方面的研究现状，综述氮化硅材料在太阳能薄膜、可见光超构表面、光栅耦合器和非线性光波导等应用领域的研究概况。

随着纳米光子学的发展，光学结构如光学微腔、波导结构、光子晶体、亚波长光栅、超构表面等能够在微纳尺度实现对光的传输与调控，推动了光学集成化的发展。亚波长光栅由于其结构简单、成本低廉等特点得到了科学家们广泛的研究，应用在各种光学器件，逐渐形成了光栅分析模型的成熟理论体系。结合周期性结构耦合行为及超构表面中超构原子的散射调制特性，从亚波长光栅衍生出的超构光栅能够利用周期性布拉格散射提高调控光束的效率，从而避免了超构表面相位离散化带来的效率降低和能量损失。科学家们研究并设计了超构光栅，更多的物理现象及应用被探究和挖掘。文中对亚波长光栅以及超构光栅的基本理论、设计和应用进行了概述。从基本原理出发，论述了亚波长光栅和超构光栅的特性，综述了二者的理论设计及单元设计方法，并介绍了在生物传感、滤光片光谱调控和吸收薄膜等方面的应用。最后，展望了未来的发展方向。

In this Letter, we propose a metagrating consisting of simple rectangular bars for nearly unity anomalous diffraction with a large deflection angle. The analysis performed by the scattering-matrix method shows that such exceptional beam steering derives from the couplings of the two lowest propagation waveguide-array-modes and their constructive interferences. The tolerance of the incident angle for a high diffraction efficiency (e.g., >90%) is within a range of 33°. We also discuss that such an advantage still exists after considering a reasonable loss and dispersion. We envision that the proposed strategy may have wide use in the field of high-performance wavefront-shaping applications.