亚波长电磁超材料是一种新型人工复合材料,具有传统材料所不具备的特殊物理性质,随着纳米技术的发展,亚波长电磁超材料在电磁波吸收、电磁隐身以及表面电磁增强等方面取得了令人瞩目的成果。一般而言,电磁超材料吸收器由三部分构成,阻止光透射的金属反射层、中间介质层、图案化表面层。研究发现,超材料吸收器的吸收率和吸收频段与吸收器的介质层的厚度、表层图案的形状和大小有关。虽然可通过改变上述结构参数来设计不同频段的吸收器,但是这样的吸收器一经成型,其吸收频段便不可改变,吸收率也不可调节,这导致了吸收器在应用中具有很大的局限性。因此,吸收频段可调、吸收率也可动态调节的吸收器的研究显示出其重要的意义。石墨烯是碳原子在同一平面内呈六角型分布的一种二维纳米材料,通过掺杂和外加电压可有效的改变其电导率。由此,基于石墨烯材料实现吸收频段可调谐的电磁超材料吸收器的研究成为了光吸收领域的研究热点。目前,基于石墨烯的电磁超材料吸收器的研究取得了很大的进展,但存在诸如调节手段单一,结构复杂和效率低等缺点,基于此,本论文提出了一种结构简单,通过外加电压就可实现双带到多带甚至宽带、吸收率接近完美吸收的可调谐吸收器;在此基础之上,我们进一步研究了吸收率和吸收频段皆可调谐的相干光石墨烯超材料吸收器。具体研究内容分为如下两个方面:1、含金电极的圆盘状石墨烯超材料电调控吸收器。该吸收器由两种不同半径并在其上附加了金电极的石墨烯圆盘组成。电压通过金电极直接施加到每个石墨烯圆盘上,使得每个石墨烯圆盘中的费米能都能独立调节。仿真结果显示,通过石墨烯圆盘上不同费米能的组合,可实现双频、多频和宽频等吸收特性的可动态调谐。此外,由于石墨烯圆盘上金电极的影响,吸收率在动态可调的波段内可以高达95%,避免了其它石墨烯吸收器中由于上述条件变化吸收率明显下降的缺点。同时,由于结构的对称性,我们提出的吸收器是偏振无关的并可以在很宽的入射角范围内工作。2、基于相干吸收器的原理,我们进一步设计了一个由双层十字形石墨烯组成的相干可调谐电磁超材料吸收器。首先我们研究了该吸收器的双频和多频吸收,在此基础上,通过对两个十字形的尺寸的设计实现了该吸收器的宽频段吸收。然后我们对吸收频段的移动和石墨烯费米能变化之间的关系进行了研究,显示了该吸收器的不同频段的动态可调的性能。接着通过相干光的相位调节实现了吸收率的动态调节。由于对称的十字形结构,该吸收器对偏振不敏感。由于结构简单、频段宽、吸收率和吸收频段皆可调,因而该吸收器在光吸收调制器、光开关等方面有着潜在的应用价值。