零折射率材料作为电磁超材料的一个特殊类型,由于具有近零的相对介电常数和/或磁导率,在电磁波领域展现出了独特而超凡的操控性能。由折射率的定义可知,相对介电常数和/或磁导率趋近于零,折射率也将趋近于零,因而电磁波在零折射率材料中的有效波长无限大。这一显著特性,为人们在电磁波、光波及声波领域的操控提供了极大的助力,也因此激起了人们研究的热潮。本论文将具体讨论零折射率材料在电磁波偏振分束器和相干完美吸收领域的应用。内容如下:一、基于等效各向异性零折射率材料实现偏振分束器当金属-电介质复合结构的平均介电常数为零时,可以看作是等效各向异性的零折射率材料。研究发现,对于横电偏振的电磁波,其等频率曲线为一很小的圆,而对于横磁偏振的电磁波,其等频率曲线则为两支抛物线,这一奇特的色散关系是由表面等离子体激元诱导的非局域效应引起的。利用等效各向异性零折射率材料在不同偏振电磁波下等频率曲线表现出的巨大差异,我们设计了三种偏振分束器,其中包含厚度远小于波长的超薄偏振分束器。二、零折射率材料中嵌入导电薄膜实现相干完美吸收通过在零折射率材料中嵌入超薄导电薄膜实现多通道、与几何形状无关的新型相干完美吸收体。研究发现,这种新型相干完美吸收体的吸收效率只与导电薄膜的长度和材料参数、入射通道的总宽度和入射波相位差有关,而与薄膜的形状和位置、通道的数量和方向都无关。此外,我们还在波导中展示了基于零折射率材料的超薄相干完美吸收体。