超材料是人工制作的特殊材料,它们具有自然界中的材料所不具备的性质。这种材料通常包含的结构是金属/介电物质的亚波长的微米/纳米结构,并且它们特殊的电磁性质能够通过改变微结构的几何形状而得到。基于超材料的超表面已经在太赫兹频带,红外频带以及可见光实现了近乎100%的吸收率,因此,这种特殊的电磁效应得到了人们广泛的关注,引起了许多相关的研究。过去几年,针对于超表面的一些研究成果都难以克服吸收器存在窄带宽的缺点。这个缺点将使超表面反射回相当大的入射能量,所以不能够应用到像太阳能电池这样需要高宽带吸光率的装置上。本文以上述研究成果为基础,将原有的单一的横向平面结果发展为具有横向和纵向协同作用的结构,提出了一个吸收范围广且在45入射角范围内极化不相关的圆锥型陷光超表面,同时将其中所显现的现象以及规律给出了合理的解释和归纳,为今后在类似的研究领域提供了理论基础。论文对普通采用的横向“完美吸收”性质进行了研究,目的是为了了解发生“完美吸收”共振波长的变化规律。在上述研究的基础上,论文提出了一个在z轴(垂直膜结构表面)方向上由周期性的金属和介电物质交替嵌套而组成的圆锥型陷光超表面结构,同时利用有限元法(FEM)计算了这种圆锥型陷光超表面结构的反射谱,得到了一个超宽带的反射谱,并且用有效介质理论(EMT)进行了理论验证。为了了解得到的超宽带反射谱中存在的微观物理图像,本文进一步研究了圆锥型陷光超表面结构在垂直入射光场作用下的电场和磁场分布以及能流流动方向图。通过分析发现,在圆锥型陷光超表面结构中,存在着局部表面等离子共振、空腔共振以及慢光效应等现象。正是这些效应的共同作用,导致了超宽带高抗反现象的发生。本文讨论了入射光的入射角度以及偏振特性对反射谱的影响。结果表明圆锥型陷光超表面结构在45范围内对入射光的入射角度以及偏振特性不敏感。本文研究了平板多层结构和圆柱多层结构超表面的反射谱,将研究结果与圆锥型对比,证明了圆锥型超表面相对现有结构具有一定优势。给出了单胞的周期,圆锥高度以及在z轴方向上金属层和介电层的高度比对反射谱的影响。