石墨烯是一种新兴的二维材料,材料中的碳原子晶格结构呈六边形蜂窝状。石墨烯中的电子能带结构是经典的狄拉克模型,电子运动轨迹遵循无质量的狄拉克费米子。石墨烯材料具有很多独特的性质:高的载流子迁移率,低的传播损耗,以及可调制的带间和带内的电导率等。石墨烯的这些独特的电学、光学的特性,使得它在光子器件高度集成化领域具有极大的应用潜力。当光与石墨烯作用时有极高的量子效应,具有极强的光学非线性以及在石墨烯表面产生等离子体波。通过外置电压、掺杂等手段,对石墨烯等离子体波的共振峰进行调制。基于只有石墨烯的纳米结构和金属-石墨烯杂化材料的纳米结构的光子器件都具有可调谐性。本论文的工作内容包括:(1)提出了两种不同的双层石墨烯超材料结构,在太赫兹波段内实现了多个窗口可同时调制的类电磁诱导透明效应,利用耦合的洛伦兹振子模型,结合同层内明模式和暗模式的耦合与不同层之间的近场耦合,解释多窗口类电磁诱导透明效应的物理机制,同时用FDTD软件模拟了类电磁诱导透明共振峰的光谱位置随费米能级的变化。(2)将不同尺寸的类Dolmen金属结构置于两个互相交叉的石墨烯梳上,提出了中红外波段多窗口类电磁诱导透明效应。通过改变石墨烯梳的费米能级,实现了不同窗口的类电磁诱导透明效应共振峰的分别调控。(3)将V型纳米尺度的金属天线结构置于石墨烯衬底上,利用双点偶极子模型分析金属-石墨烯纳米天线的侧向散射性,采用FDTD软件模拟了金属-石墨烯纳米天线结构的远场散射场,通过改变石墨烯的费米能级,调控天线的发射波长和发射强度。