随着纳米光子学的不断发展,人类得以在微纳米尺度调控光与物质的相互作用,使得入射到物体表面的光波实现特殊的反射、透射、吸收、散射等特性。二元光学、光子晶体、超材料、拓扑材料等各式新颖的结构大大丰富了调控手段,催生了一大批新颖的光学功能器件。包括宽带吸收器件、结构色器件、光学隐身器件、光学异常折射器件等在内的众多器件,使得人们可以用前所未有的方式对光波在内的电磁波进行任意调控。本文中,我们研究了利用微结构对光波进行调控,主要包括宽带吸收材料及其辐射散热性质、单片集成的结构色器件以及动态可调的透射式结构色器件三个方面。首先,基于碳基材料,我们提出了一种制备宽带吸收材料的新工艺——自掩膜刻蚀效应。利用该效应,我们在普通的压缩石墨板上制备了直径百纳米的纳米针结构。控制刻蚀工艺,我们可以控制纳米针结构的高度,进而控制器件的吸收特性。实验结果表明,该器件在400 nm-10 μm波段都可以实现大于99%的吸收率。同样的,我们在柔性石墨膜上也制备了纳米针结构,该器件在400 nm-15 μm可以实现99%的吸收率。同时,实验测得该器件的导热率高达630 Wm-1K-1。我们还测试了该器件的辐射散热效果,实验结果表明,与普通的石墨膜相比,具有纳米结构的宽带吸收石墨膜具有更好的散热特性。该吸收器件在80℃左右时降温效果比原始薄膜高3.7℃左右。其次,我们提出了一种新型的结构色器件。利用阶梯式结构,我们可以在晶圆尺度实现彩色结构色滤光片的单片集成。该结构由非对称的FP腔构成,顶部为高损耗金属、中间介质由SU8聚合物构成、底部为厚的银膜。仿真结果表明,与常用金属相比,引入高损耗金属,该器件可以实现更窄带的反射谱,进而得到更纯的结构色。通过控制紫外曝光工艺,我们可以调控介质层聚合物的厚度,进而在单个芯片上得到不同厚度、不同颜色的结构色滤光器件。另外,我们在柔性基底上也制备了各色滤光片,从而拓宽了该结构的应用范围。接下来,结合液晶材料的特性,我们提出了一种动态可调的透射式结构色显示器件。该器件为改进的光栅型FP腔结构,顶部为金属光栅,底部为金属薄膜,其对入射光的偏振非常敏感。通过加电调控液晶的指向失分布,我们可以方便的调控入射到FP腔的光的偏振状态,进而可以控制颜色变化。仿真结果表明,该器件的透射峰强度可以达到70%,且峰值波长变化范围高达300 nm左右,为同类型器件的最大值。并且通过控制介质层厚度、光栅周期等结构参数,该结构的颜色响应可以覆盖整个可见光范围。最后,我们总结了全文的主要工作,并对宽带吸收器件、结构色器件等相关工作提出了展望。