增强电磁波/光的吸收长久以来一直是科研领域重要的研究方向之一。高效率的电磁波吸收器对能量收集、传感器、拉曼增强、隐身技术、非线性光学等众多领域的发展至关重要。传统器件对光的吸收主要依赖于材料自身的性质,对材料的光学参数、厚度有严格的要求。为了保证足够的吸收率,器件厚度需要达到甚至远大于工作波长,不利于器件小型化,集成化的发展。得益于亚波长尺寸、偏振无关、全角度吸收等优势,超构材料吸收器为我们提供了新的机遇。近年来,随着微纳加工技术的进步,超构材料吸收器的研究取得了显著进展,不过该类吸收器同时也面临着如下几个问题:亚波长周期性的金属阵列结构需要复杂精细的微纳加工工艺,如何在纳米尺度上精确控制超构材料的特征尺寸和间距,同时保证大面积、低成本、高效率的制备工艺,是人工超构材料面临的首要问题;同时,超构材料常用的贵金属材料,性质稳定,载流子浓度、光学参数几乎不可调,限制了可调节吸收器的发展和应用。另外,关于超窄带/超宽带吸收器的理论研究已日趋成熟,但受限于微纳工艺,如何在实验上制备超窄带/超宽带亚波长近完美吸收器仍然是一项重大的挑战。为了突破上述超构材料吸收器的限制,本文从简单的双层薄膜体系出发,到多层及复杂结构体系,由简入繁逐步深入,对亚波长人工微结构增强光吸收展开系统性的研究。在第一章中简单介绍了增强光吸收的需求与意义,回顾了不同类型电磁吸收器的发展背景。从第二章到第五章,按照吸收器结构从简单到复杂,吸收峰从窄至宽的逻辑分章节讨论具体内容。在第二章中,研究了简单的亚波长双层薄膜堆栈结构实现近完美吸收的物理机制。在耦合模理论的指导下设计了一种单层碳化硅（SiC）薄膜置于金属表面的薄膜堆栈结构,利用碳化硅（SiC）材料在长波红外很小频率范围内呈现出高介电常数的模式,可实现高品质因子（Q>180）的窄带吸收器。利用转移矩阵方法进一步验证了该结果的正确性,两种理论计算结果相互吻合。该新型双层金属/介质薄膜堆栈体系结构简单,无需采用复杂微结构加工技术,为实现大面积、亚波长的超窄带吸收器提供了一种简单可行的技术方案。在第三章中,采用金属/介质/金属（Metal/Insulator/Metal,简称MIM）三层薄膜堆栈结构,利用硫化铜薄膜具有高载流子浓度(Cu_2-xS,载流子浓度可达约¹0²² cm^-3)的特性,取代MIM结构中顶层的金属薄膜,实现了亚波长的新型F-P共振吸收,阐明了耗散介质实现新的F-P共振模式的物理机制。另外,高载流子浓度的硫化铜与低载流子浓度的氧化铜薄膜(CuO,载流子浓度约为10¹⁶¹0¹⁸cm^-3)可以在外加条件下相互转化,可实现高反射率/高吸收率的切换调节,具有气致“变色”特性。在第四章中,依然采用MIM结构,以银薄膜为金属衬底,单晶硅薄膜为介质层,顶层以无序金纳米颗粒结构替代周期性阵列结构,实现了大面积、低成本的红外双波段吸收器。本章详细研究了增强光吸收的物理机制,其中短波吸收峰来源于薄膜干涉增强吸收,长波吸收峰来源于顶层金颗粒和底层银薄膜之间形成的磁共振效应。该硅基超构材料吸收器可以克服单晶硅间接带隙吸收效率低、无法实现红外吸收的限制,且吸收峰在1¹0μm范围内可调。在第五章中,针对人工超结构共振吸收峰半高宽较窄的问题,构建了一种超宽带的吸收器结构。以自组装二维胶体微球阵列为模板,制备了大面积、低成本、多模式的超构材料吸收器。本章详细研究了各结构参数对吸收峰的调节规律,阐明了两种共振模式的内在机制:其中长波吸收峰来源于局域在外层金半球壳之间的局域表面等离激元共振模式;而短波吸收峰来源于内金半球壳与金衬底之间形成的磁共振模式。为了克服超构材料吸收器普遍吸收峰较窄的缺陷,将两个独立的共振吸收峰叠加后形成超宽带吸收（例如覆盖3⁶μm整个中红外大气窗口）,该宽波段吸收峰可在1²0μm波长范围内调节。