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现代光电子信息技术对器件微型化和集成化的要求越来越高。超紧凑和微型化已成为当今光电子技术发展的必然趋势。基于金属-介质复合材料的微纳结构展示出了许多独特的光学性能,如宽带光吸收、异常光学透射和电磁场增强等,在光电子技术领域蕴藏着巨大的应用前景,已成为近年来的研究热点之一。在此,我们构建了几种具有完美超宽带、超窄带光吸收/透射性能的金属-介质多层纳米结构,并进一步探索了其在太阳能捕获和高品质光学传感领域的应用。主要包括以下几个内容:（1）构建了一种基于耐火材料的金属-介质复合多层超宽带吸收器。该吸收器由绝缘体-金属-绝缘体（Insulator-Metal-Insulator,IMI）的光栅结构和金属-绝缘体-金属（Metal-Insulator-Metal,MIM）的膜层堆积结构叠加而成。由于导模共振、表面等离激元以及腔模等的协同作用,该吸收器在570 nm-3539 nm波段范围内展现了近完美的光吸收且平均光吸光率超过97%。而且,该吸收器中只采用了钛（Ti）和氧化铝（Al2O3）两种高熔点材料,为吸收器的热稳定性提供了很好的保障。此外,在不同偏振下,当入射角度从0°增加到50°时,超宽带吸收率依然保持高于80%的光吸收。这些优点使得这种超宽频带近完美光吸收器太阳能热能收集、热电元件和成像等领域蕴藏有巨大的潜力。（2）构建了一种基于砷化镓光栅的三层结构的宽频带吸收器。该结构由周期性砷化镓（GaAs）光栅顶层、GaAs薄膜间隔层和钨（W）膜基底组成。该吸收器在506 nm-1814 nm波段内具有宽带近完美光吸收,平均吸光率达到97%,太阳能捕获性能优越。这种宽带吸收现象源于激发的金属表面等离激元与介质腔模的共同作用。此外,该吸收器的理想短路电流高达56 mA/cm2。这些特点为实现超薄太阳能电池、太阳能收集、磁记录、超薄和耐用光电元件提供了新的思路。（3）基于上述（2）的研究结果,我们对该结构体系进行了进一步的优化设计,构建了一种半导体光栅辅助的五层复合结构的超宽带吸收器。此器件结构是在金属-半导体-金属膜层上叠加半导体光栅,并在光栅顶部叠加由铟锡氧化物制成的防反射涂层。在468 nm-2870 nm波段内,该吸收器的光吸收率超过95%且理想短路电流高达61 mA/cm2,这证明该吸收器具有近乎完美的太阳光捕获能力。同时,该吸收器还表现出了很好的入射角度和偏振角度独立性。这些为实现超紧凑高效光伏电池和热发射器提供了新思路,也为金属-介质复合多层结构更好的发展奠定了基础。（4）提出了一种基于光透射现象的多频超窄带光学传感器。该结构是在半导体-金属-半导体（Semiconductor-Metal-Semiconductor,SMS）膜的堆积层上再叠加一层介质光栅而成。由于传导的表面等离激元、导膜共振以及腔模的的同时作用,导致该结构的透射光谱中出现了3个超窄共振透射谷,其最小半高宽（Full-width at half-maximum,FWHM）仅有5 nm,折射率灵敏度（Sensitivity,S）最高达到654 nm/RIU,品质因子（Figure of merit,FOM）最高达到130.8。该结构还可用来探测亚纳米厚度的蛋白质分子层,这些为实现超微型高效传感器和滤波器提供了新视角。