超材料是一种可以通过周期性的金属-电介质阵列来设计的人工结构化材料,可以设计出常规材料不具有的负介电常数或/和磁导率。其表面金属与入射电磁波的自由电子相互作用会引起表面等离子体激元（SPPs）的激发导致电场和磁场的局域化,从而产生了适用于吸收的光-物质相互作用。但是这一类吸收器内不同谐振器之间的强相互作用极大地限制了理想吸收带的数量。经研究发现,这种超材料吸收器的吸收率和共振频率均依赖于图案化金属的形状的大小。虽然通过改变结构参数可以改变共振频率和吸收率,但是吸收器参数一旦确定,就不能够再改变这些性质,这大大限制了超材料吸收器在实际方面的应用。因此,研究多频段吸收、共振频率和吸收率可调的吸收器具有重要的意义。石墨烯作为一种新型的二维超材料,具有与金属相似的光学性质。且相比于金属谐振器之间的强相互作用,石墨烯能够更好地达到多频带吸收的效果。改变石墨烯的费米能级还能够改变吸收器的共振频率与吸收率。基于上述分析,本文设计了几种基于石墨烯的超材料吸收器结构,并对其吸波特性和谐振原理进行了详细的研究和分析,主要研究内容如下:1.提出了由多层组成的可调多频带选择性吸收器。每层均由Si O2/石墨烯/Si C组成,并且一层银用作整个结构的接地平面。结果表明,在太赫兹波段内通过改变阵列的几何参数和石墨烯的费米能级,可以被动和主动地协调完美吸收峰的共振频率。吸收器对入射角和极化方向不敏感。提出了形成多个吸收峰的理论基础。理论计算与仿真结果吻合良好。另外,模拟了三层和四层结构。结果表明,在太赫兹（THz）波段,三层和四层的复合结构分别可以获得三个和四个完美的吸收峰。2.提出了一种可调谐的多频带吸收器,该吸收器将石墨烯与金属-电介质-金属结构结合在一起,从而实现了在8-14μm波段的三波段近乎完美吸收。参数反演方法用于提取等效阻抗并解释多峰吸收现象。当石墨烯的费米能级发生变化,其共振频率可以得到很好的调谐。通过改变金环的结构参数,我们可以同时获得一个窄带吸收峰和一个吸收率超过80%的宽带吸收峰,其带宽为0.8μm。3.提出了基于图案化石墨烯与单层石墨烯相结合的可协调多频带吸收器。首先提出了多层膜结构。使用等效电路模型（ECM）与参数反演法,来解释吸收的物理机制。结果表明,在0-1.1THz范围内形成了四个逐渐降低的超高吸收峰。数值模拟与理论计算吻合良好。所提出的结构对入射光的入射角和偏振态不敏感。当石墨烯的费米能级发生变化,其共振频率和吸收峰可以得到很好的调谐。通过改变多层膜的高度,可以在0-1.9THz范围内形成高吸收三频带折射率传感器。得到的传感器的灵敏度为50GHz/RIU,通过线性拟合获得的决定系数值（R~2）为0.9989。然后在原有结构的基础上,将多层膜介质换为电介质Si,在0-1.9THZ内同样得到了四个逐渐减小的吸收峰,此时吸收器对入射光的偏振态不敏感,另外选用第四个吸收峰作为折射率传感器的工作频率,其最大灵敏度为48GHz/RIU。