电磁超材料作为电磁特性具有特殊性质的周期单元结构复合型的材料,是一种独特的人造型周期结构。由于其易于集成、可以灵活调控电磁波等特点,它的发展前景是不可估量的。可以人工调配其结构,使其展现出最好的性能,让其最优异的特点发挥到极致,这弥补了传统自然材料在电磁功能器件的不足。在这篇文章中,主要研究了基于石墨烯的超材料吸波器,吸波器顾名思义作为一种损耗入射电磁波的器件,在我们现实生活中用处极大,比如应用在航天飞行器上可以躲避敌方雷达的探测;在医疗方面,吸波器可以作为电磁辐射的盾牌等等。本文利用石墨烯的优良特性,设计了两种在太赫兹和远红外波段内基于石墨烯超表面的吸波器,着重研究了其吸收性能,同时分析了它们的吸收机理。首先设计了在工作频段6-20THz的范围内的石墨烯超表面双频带可调谐吸波器。研究结果表明:吸波器在工作频段内将保持具有98%以上的吸收效率。同时,吸收效率峰谐振点的半宽大约是3.87THz。接着,当入射角被设置为75°,该吸波器仍能保持85%以上的高吸收稳定性。此外,可以改变石墨烯的化学势,来实现动态调谐并且保持超高吸收效率。然后,提出了一种由石墨烯和交叉槽硅介质组成的具有周期结构的动态可调谐石墨烯超材料吸波器。研究结果表明,该吸收器的吸收效率接近100%,通过将化学势从0.4ev改为0.8ev,可将吸收峰从6.4THz调为8.75THz,从13.1THz调到17.85THz,具有非常宽的可调范围。仿真分析了谐振频点的模拟电场和磁场以及功率损耗密度分布。此外,由于横向电(TE)模和横向磁(TM)模都具有单元结构的几何旋转对称性,所以吸收体对极化不敏感。此外,通过改变石墨烯的化学势,可以动态调节吸收体的吸收特性。模拟结果也表明,这种材料的吸收率对太赫兹波的入射角敏感,可以作为未来的角度传感器。