电磁波吸收器可以接收电磁波,为了能够有效地利用电磁波,需要这种具有重要应用背景的器件。目前,传统本征吸收的选择吸收性很差,吸收率极低,而且对材料的依赖性很强。而多光束干涉吸收对入射角度和偏振的变化极为敏感,吸收带宽非常窄,而且结构的厚度为四分之一波长的整数倍,通常都比较大。最近,一种新型的基于人工超材料的电磁共振吸收器克服了这些缺点并且更符合实际应用情况。这种近完美吸收器具有极高的吸收率并且可以在很宽的角度范围内工作。经过复合设计还能实现宽波段吸收,双波段甚至多波段吸收。此外,近完美吸收器的厚度远小于入射电磁波的波长,可以弯曲或覆盖在物体表面,而且结构简单较容易制作。更为重要的是通过结构尺寸的优化和材料的选取,这种近完美吸收器可以将工作波段扩展至微波波段,太赫兹波段,红外波段甚至可见光波段。本文主要是基于周期微结构提出并数值研究红外波段近完美吸收器;分析各种结构参数对吸收光谱的调制,以及入射角度,偏振角度和方位角度的变化对吸收光谱的影响。单波段吸收器在一些应用领域有局限,本文建立了两种基于磁激元的双波段吸收器基准模型,一种是同介质分离层多元尺寸结构,另一种为同尺寸金属条多分离层结构。用共振处的电磁场分布证明了磁激元共振互不影响的独立特性,并基于并联LC电路模型解释和预测多波段共振吸收。随后应用并联LC电路模型设计了一种一维周期宽波段吸收器实现了8-12μm波长范围内宽波段吸收。在合理的初始参数和适当的近似情况下,通过利用并联LC电路模型可以获得全部相应的几何结构参数和光学物性参数。通过使用同样的设计步骤构建了一种二维周期宽波段吸收器,可以实现8-12μm波长范围内吸收率大于90%的全向和偏振无关宽波段吸收。在此基础上,提出了一种中红外波段超宽波段吸收器,在9-19μm的超宽波长范围内都保持大于90%的吸收率。通常多波段吸收器都被设计成复合结构,本文提出并研究了一种基于非对称T型结构的双波段红外吸收器。这种非对称T型结构吸收器的边带很低并且周期很小能克服表面等离激元共振的影响。通过改变非对称T型结构的几何结构参数,两个吸收峰都可以被独立地精细调节。所提出的双波段吸收器的两个吸收峰都可以在很宽的入射角度范围内良好地工作。将非对称T型结构简化为非对称L型结构并研究了表面等离激元共振的影响。发现在长空腔非对称L型结构中,入射角度的改变对非对称L型结构的吸收光谱几乎没有影响。而在短空腔非对称L型结构中,磁激元和表面等离激元两种模式会强相互耦合,导致短空腔结构中的磁激元共振被抑制。偏振无关吸收器通常需要通过比较复杂的二维周期结构来实现,本文提出并研究了基于简单一维周期结构的偏振无关吸收器。一种是基于一维金属光栅结构,光栅脊的顶部带有一对金属-电介质双层膜,光栅的凹槽中填充高折射率电介质。另一种是基于两对金属-电介质双层膜垂直层叠组成的一维周期阵列结构。通过采用独特的吸收机制以及精心设计的几何结构参数,在吸收性能没有任何降低的情况下,将吸收器的复杂性从二维周期结构下降到一维周期结构。通过分析共振处的电磁场分布,给出了TM偏振和TE偏振情况下近完美吸收的物理机制,并进一步给出了解释和估算。此外,研究发现在共振波长附近,入射角度,偏振角度以及方位角度的变化对吸收峰几乎没有影响。