石墨烯自从2004年被Geim和Novoselov用机械剥离的方法剥离出以来,受到了人们的广泛关注。石墨烯是一种存在于自然界中的具有六角蜂窝状结构的单层碳原子二维材料,有着优异的光学和电学特性,可应用在纳米电子器件和光电子器件中。与其他二维材料相比,石墨烯具有一些独特的性能,如它的载流子浓度可以通过外部偏置电压或化学掺杂来调控,使其具有很好的可调特性。表面等离激元是在金属表面区域的一种自由电子和光子相互作用形成的电磁振荡。在特定频率的入射光子作用下表面等离激元,会在结构表面发生强烈地吸收或散射,然后将电磁场聚焦到亚波长尺度的范围,从而形成局域电场增强,使得光与物质的相互作用增强。此外,表面等离激元还能突破衍射极限,为微米和纳米级的电子元器件的发展提供了可能。将表面等离激元与人工设计成的材料（超材料）相结合,即表面等离激元超材料,激发了科研人员的研究热潮,是现代光学的研究热点之一。本文基于石墨烯表面等离激元超材料,通过理论设计和模拟计算,研究了三种石墨烯复合结构吸收器。利用时域有限差分方法,讨论和分析了石墨烯复合结构的光吸收性能。本文的研究内容主要如下:（1）提出了一种基于哑铃形石墨烯超材料阵列的表面等离激元吸收器,该吸收器是由最上层的哑铃形石墨烯超材料阵列,中间层的二氧化硅绝缘体材料和底层的半导体硅材料组成。模拟结果表明,通过改变石墨烯结构的几何参数和费米能级,可以改变石墨烯的吸收特性。研究发现随着入射角的改变,共振波长对TM偏振不敏感。此外,研究还发现双层哑铃形石墨烯阵列比一层的哑铃形石墨烯阵列具有更好的吸收性能。（2）理论设计了一种基于周期性排列的分裂环石墨烯三频段超材料完美吸收器,利用时域有限差分方法并通过模拟计算结果表明,该吸收器在3.56 THz、10.38 THz和12.96THz频率上有三个吸收峰,吸收效率分别为99.57%、99.98%和99.76%。通过改变石墨烯的化学势,可以灵活地调控该吸收器的吸收特性。此外,还研究了该超材料吸收器的传感性能,结果表明了高频带比低频带具有更高的传感性能。（3）设计和研究了一种基于周期性排列的椭圆柱气孔石墨烯超材料吸收器,利用临界耦合理论实现了完美吸收。通过增加SiO₂（d₂）和PMMA（d₄）的厚度,该结构的共振峰波长都发生了红移。另外,如果椭圆柱气孔的半径与周期比值发生变化,该结构的吸收峰的光谱位置也随着发生变化。通过研究周围介质的折射率,发现该结构具有高的传感性能和品质因子,分别为S=342.7 nm/RIU,FOM=199.2和Q=664.2,这在生物传感器上具有很好的开发潜力。