衍射极限一直是光学成像领域中的基本障碍。超棱镜成像能包含在衰逝场在内的所有场能量,突破光学分辨率极限,对推动包括超高分辨率成像系统和超大规模集成电路等方面具有重要意义。本论文研究基于石墨烯超颖材料的光电特性及其传导模式中的色散与损耗特性,进而提出了一种基于石墨烯超颖材料的缩小成像透镜系统。基于Drude模型建立复合介质的计算模型,用有限元法计算石墨烯与其它介质构成的复合缩小成像透镜的电磁参数特性,复合介质超透镜的反射、透射系数。分析微结构单元,材料填充比对其传导模式的影响。数值分析表明在365nm波长入射下,超棱镜可以达到50nm的分辨率。本论文第一章主要介绍超颖材料超透镜国内外发展动态及相关背景,阐明其面临的主要瓶颈问题。提出研究意义和研究目的。第二章介绍石墨烯超颖材料主要光电特性机理,光学变换法和等效材料电磁参数模型等理论研究基础。第三章阐述超颖材料超棱镜设计的基本原理,通过S参数法获得单元结构参数。明晰超颖材料宏观性能要求与微观结构之间的设计思路和计算方法。并阐述了几种验证超颖材料的电磁性质的数值分析方法。第四章通过有限元法对基于石墨烯超颖材料数值模拟的方法,研究单元结构,材料特性等对所设计超棱镜的影响。利用石墨烯超颖材料设计得到理想符合工程需求的高带宽,低损耗的超棱镜。第五章对论文已完成的工作及不足之处进行了总结。