作为二维材料的典型代表,石墨烯因其优异的光电学性质(超宽带光响应,线性能带结构,超高载流子迁移率等)在突破传统硅基材料限制,研制新型光电器件方面有着极大的发展潜力。然而受限于其极薄的厚度,石墨烯对入射光的吸收率仅为2.3%,因而提高石墨烯与入射光的相互作用意义重大。本篇论文主要提出了几种用于增强石墨烯对入射光吸收和调控的方案,并从理论计算和数值仿真角度对其进行研究。首先我们研究了利用金属表面等离激元的场局域效应,实现了石墨烯在可见光到近红外波段宽带的吸收增强,其峰值吸收率提高了20倍以上,带宽超过1微米。然后我们研究了利用相干吸收增强的原理,分别在金属纳米结构中和介质纳米光栅结构中实现了石墨烯超高的吸收增强,其中在介质结构中,石墨烯的峰值吸收效率可达到99%以上,基本实现完美吸收,且该吸收可以通过调节相干入射光的相对相位差进行调制。在第三部分中,我们研究了悬空石墨烯的相干吸收。研究发现,在大角度相干掠入射的条件下,我们可以在可见光和近红外波段范围内实现石墨烯超宽带非色散的完美吸收和调控,而通过对该结构进行改进,我们利用多层介质膜材料的F-P腔效应实现了在特定波段较小入射角的相干完美吸收以及调控。作为课题拓展,本文在最后部分还研究了另一种新型二维材料——黑磷的表面等离激元作用,以及利用该材料的表面等离激元效应实现了黑磷在中远红外波段对入射光各向异性的吸收增强,体现出了黑磷极强的偏振调控能力。