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超材料是具有独特和奇异物理特性的人工电磁介质,在传感、成像和能量获取等方面具有重要意义。双曲型超材料依赖于不定介电常数,它具有特殊的高各向异性介电特性。空气-超材料-空气的波导结构能够产生慢光效应,为光吸收、信号处理等方面提供必要需求。制备具有多孔超材料的方法仍然有限的,因此研究具有形状各向异性几何结构的胶体结构的简便方法,可以为制备潜在的双曲超材料提供解决方案;同时现有多孔双曲超材料波导结构的物理和制备也有待进一步研究。因此本文利用聚合物自主拉伸等方法构建三维多孔超材料,探索多孔双曲超材料波导的慢光效应,利用光刻技术等进行超材料慢光波导的构建,主要进行了下面内容的工作:（1）利用聚合物PMMA拉伸制备了具有形状各向异性的三维周期性反蛋白石结构,并研究了形状各向异性结构的各向异性反射光谱、金属等离子激元及介电非正定性等光学性能。在100-115℃温度范围内,成功地构建了利用PMMA的自组织胶体反蛋白石进行定向拉伸变形的各向异性结构,制备了1:1.22到1:3.22拉伸比的各向异性几何形状的PMMA反蛋白石。研究了具有不同程度上的各向异性几何形状的PMMA反蛋白石的光子禁带,光子带隙的波长与反蛋白石孔的长轴和短轴的长度有关,当PMMA反蛋白石被拉伸时,反射峰会向短波长移动,光子带隙的波长变化受短轴长度变化的影响较大,仿真的光子带隙位置变化与实验一致。当金和铂沉积在各向异性反蛋白石的表面或共形包覆在其内部界面时,各向异性的光学性质为当极化方向偏离平行方向时,随着PMMA延伸率的增大,表面镀有金属的拉伸反蛋白石的SPP谷和共形包覆金属的拉伸反蛋白石的截止波长逐渐增大。当10 nm金、铜、铂在长-短轴160 nm-80 nm PMMA反蛋白石内部共形沉积时,其结构相应的介电属性出现了非正定介电特性,相应的非正定区间分别为:1163-1371 nm、1225-1458 nm和728-778 nm。15 nm铂共形沉积长轴351 nm,短轴200 nm各向异性PMMA反蛋白石的非正定区间在759-805 nm。（2）利用MATLAB对波导色散方程进行计算,绘制了包覆金属的二氧化硅棒阵列结构双曲超材料波导的色散关系图,获得了其色散关系结果。对比了金属-介质堆叠层状波导和包覆金属的二氧化硅棒状波导的色散关系,发现两者都具有慢光色散关系,层状结构慢光波长在1.15μm波段的红外区间,棒状结构慢光波长在可见光范畴内。探究了波导宽度对棒阵列结构波导慢光色散关系的影响,在400nm到10μm内,只有波导宽度变化时,棒状波导色散曲线发生变化但强慢光波长是固定的,波导宽度在200μm以上,慢光效应消失。对包覆不同金属的棒状波导进行了介电常数的FDTD仿真,发现可以通过调节包覆金属的种类来调节慢光波长,包覆银的棒状波导结构的慢光波长大于包覆相同厚度铂的,棒状波导对金属银厚度的改变更加敏感,慢光波长随着镀金属厚度的增大而变小。仿真了棒状慢光波导的吸光特性,分别对棒状波导的非等效介质和等效介质进行了对比,等效介质吸收峰随着镀银厚度的增加发生蓝移,与慢光波长变化趋势一致,非等效介质受金属等离子激元影响,慢光吸收峰的变化略有差别。（3）利用光刻与氧化硅胶体阵列结合起来,发展了一种空气-多孔超材料-空气的波导结构的构建方法。用胶体自组装的方法构建SU-8光刻胶反蛋白石波导结构,在120℃下Si O2蛋白石成功的进入熔融的SU-8光刻胶中;经过掩膜版曝光并显影,SU-8光刻胶出现均匀的凹槽。利用FDTD仿真模拟空气-各向同/异性SU-8光刻胶反蛋白石-空气波导结构,各向同/异性SU-8光刻胶反蛋白石为光刻胶内部充满的周期性球状空气或棒状空气,并在反蛋白石内侧共形包覆一层金属的结构。仿真了包覆不同金属厚度SU-8光刻胶反蛋白石波导结构的吸收光谱,波导结构的吸光特性良好:包覆10-20 nm银的各向同性波导结构吸收基本在0.79以上;各向异性的波导结构吸收在300 nm-650 nm范围内高于0.8。对比了有无波导结构对SU-8光刻胶反蛋白石结构吸光特性的影响,包覆5-15 nm银的各向同性波导结构吸收在可见光范围普遍高于或等于无波导结构;包覆银厚度为5-10 nm时,各向异性波导结构在可见光范围的光吸收大于无波导结构,银厚度大于5 nm时,有波导结构光吸收在一定范围内大于无波导结构,随着金属厚度增加,有波导结构吸收光谱与无波导结构之比的峰位发生蓝移;各向异性波导结构的吸收最高为无波导结构的1.49倍,大于各向同性波导结构。探究了不同空气层厚度对波导结构的影响,在450 nm-800 nm范围内,50-300 nm空气层的各向同性波导结构吸收均大于无波导结构;在550 nm-650 nm范围内,50-300 nm空气层的各向异性波导结构吸收大于无波导结构。对比了各向同性反蛋白石类波导结构和各向异性反蛋白石类波导结构的吸光特性,在420 nm到650 nm范围内各向异性光吸收高于各向同性。无论是各向同性还是各向异性,波导结构都可以增强SU-8光刻胶反蛋白石的光吸收。