石墨烯是一种新型二维碳纳米超材料,研究发现其在电学、光学等方面具有优异的特性。传统超材料的光学特性主要由所设计结构的单元形状以及几何尺寸决定,这使得传统超材料具有很大的局限性。而石墨烯不仅具有传统超材料的优点,其光学特性还可以通过外加电压等方法进行动态调谐,这使得石墨烯在超材料的研究上备受关注。本文研究了基于表面等离激元石墨烯对光的增强吸收作用。通过理论设计与模拟计算,设计了三种不同类型的石墨烯光吸收阵列结构。利用时域有限差分法,讨论并分析了石墨烯阵列结构的光吸收性能。本文主要工作如下:（1）设计并研究了一种“沙漏型”石墨烯吸收阵列结构。该结构可通过激发表面等离激元,实现石墨烯对光的增强吸收作用,使得单层石墨烯光吸收效率为38.2%、双层可达41.7%。具体分析了单层石墨烯费米能级、结构的几何参数、光源入射角度以及双层石墨烯结构对光吸收特性的影响。结果表明:石墨烯费米能级和几何参数对共振波长以及吸收峰值都有影响,但入射角度只对吸收峰值有影响,对共振波长基本没有影响,并且双层石墨烯结构不仅可以提高石墨烯光吸收效率还可以出现双峰吸收效果。（2）提出了一种“椭圆环形”石墨烯吸收阵列结构。结果表明:改变石墨烯费米能级可以灵活地动态调节其吸收特性,当石墨烯费米能级从0.2e V提高至0.8e V时,吸收峰值分别从10.7%提升至49.2%,峰值增加了近5倍,共振波长蓝移,并且还可以通过改变椭圆环的几何结构以及周期等参数实现对石墨烯光吸收特性的调控。此外本文还研究了该结构的传感特性,该结构作为折射率传感器实现了14110 nm/RIU的高灵敏度。该研究结果不仅为磁场和电场等近场工程提供了新的设计思路,而且为光检测、生物传感器、甚至在波分复用器件的设计提供了更为广阔的应用空间。（3）在以往工作的基础上,以金层为基底设计出一种石墨烯完美吸收阵列结构。金基底的加入可以有效抑制光的透射并且增加光的反射,从而增加石墨烯与光的作用次数,进而提高光吸收效率。仿真结果表明:在24.94μm波长处吸收峰值为87.0%,在57.28μm波长处达到了99.6%的近乎完美吸收的效果,并且通过调节石墨烯费米能级以及石墨烯阵列基元的几何参数从而对吸收特性进行了有效调控;当增加光源入射角度时,逐渐出现三个吸收峰,并且共振波长基本不随入射角度的变化而变化;该结构作为表面等离激元折射率传感器,对两个共振波长实现了6652 nm/RIU和13260 nm/RIU的高灵敏度。该研究有望在电磁隐身、环境治理、生物制药以及生物传感中具有重要的价值。