亚波长光学结构由于具有突破衍射极限、近场局域增强、选择性吸收与辐射等光学特性,在生化传感、纳米光刻、高分辨率显微成像等领域具有广泛的应用前景。随着微纳光学理论研究的不断深入与微纳加工技术的逐步发展,微纳光学器件的研究逐渐成为现代光学领域当中重要的课题之一。其中,亚波长光学完美吸收器由于能够对特定波长或波段范围的电磁波实现近完美的吸收,近年来成为隐身技术、光伏系统、图像处理、高灵敏度传感等国防和民用领域的研究热点。本论文将薄膜干涉与表面等离激元共振原理进行融合,利用亚波长薄膜结构与光栅结构,实现了波段可调双向完美吸收器的设计,通过数值计算方法分析了结构的吸收特性,探究了实现近完美吸收的物理机制。主要研究工作如下:首先,我们根据薄膜干涉原理设计了一种金属-介质交替排列的六层薄膜结构,时域有限差分法与传输矩阵法相结合的计算结果表明,在非对称法布里珀罗腔波长选择性吸收与薄膜干涉相消的共同作用下,当电磁波入射到覆盖有薄金属膜表面时,吸收器能够在771nm波长处实现超过99.90%的窄带吸收率,具有约为20nm的半峰宽;当电磁波入射到覆盖有电介质薄膜表面时,吸收器在500-1450 nm波长范围内实现了平均吸收率为96.02%的宽带完美吸收。根据基尔霍夫定律,吸收器在热平衡状态下的吸收率等于其辐射率,因此该双向吸收器的一侧可用于广谱吸收,而另一侧则用于窄带热辐射。进而,基于表面等离激元共振原理,我们将时域有限差分法与严格耦合波分析法相结合,设计了一种金属-介质交替排列的一维光栅结构,当光源入射到顶层为介质膜的光栅表面时,在局域表面等离激元、腔模和导模的共同激发与耦合的作用下,结构在500-3500nm波长范围内具有91.46%平均吸收率;当光源入射到顶层为薄金属膜的光栅表面时,由于局域表面等离激元与磁激元的共同激发,结构在2793nm波长处具有99.90%的窄带吸收率,半峰宽为169nm,同时折射率传感灵敏度可达到1397nm/RIU。最后,我们对全文的工作进行了总结,阐述了所提出的亚波长可调波段双向吸收器在太阳能吸收再辐射与生物传感领域的应用价值,说明未来工作将致力于实现所设计吸收器的器件化,进一步引入其他色散特性材料进行吸收特性以及热稳定性的实验研究,并扩展性地研究其紫外波段完美吸收特性。