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超材料通过人工设计微结构以获得自然界材料所不具备的特性,如负折射率就可以通过超材料得以实现。在近场完美透镜中,负折射率超材料被认为可以通过放大恢复倏逝波从而克服衍射极限。由于在近场电磁波中,电场和磁场分量并不相互耦合,所以对于具有负介电常数的材料通过横磁波(TM)可以激发其表面等离子(SPPs)体共振以构成超透镜,实现对倏逝波的增强,从而获得亚波长成像。损耗是制约超透镜分辨率的重要因素,而不同的材料在不同波段损耗也有所不同。可见光、中红外波段的超透镜已有许多相关研究,但近红外波段超透镜的研究几乎还未见报道。通常,金属在超材料中被普遍采用,而在近红外波段,通过比较金属和TCO(透明导电氧化物)材料的光学特性发现TCO材料具有类金属的性质,并且损耗更低,这有利于SPPs的激发和传播。本文主要研究了在近红外波段由TCO材料所构成的超透镜的成像特性,并且分析了损耗对超透镜成像特性的影响;此外,本文还研究了当金属银厚度小于趋肤深度时,由低损耗超薄银构成超透镜的成像特性。本论文主要成果如下:1.利用AZO(Al-doped ZnO)的TCO材料,设计了具有三明治结构的ZnO-AZO-ZnO和单层AZO结构两种超透镜,利用传输矩阵法计算比较了两种结构的超透镜在近红外的光学传递函数(OTF),表明两种AZO超透镜在近红外波段均可以有效增强倏逝波。并且通过有限元方法模拟计算两种超透镜的成像电磁场分布,结果表明三明治超透镜(工作波长2.57微米)的分辨率优于λ/25,单层AZO超透镜(工作波长2.01微米)的分辨率可优于λ/20。2.研究了具有不同损耗的两种三明治超透镜S1和S2,结果表明:在工作波长2.57微米处,缝宽100纳米单缝成像条件下,S1(ε＂=3.74)和S2(ε＂=7.24)成像半高宽分别为0.07和0.09;同样在100纳米双缝成像条件下,像对比度分别为0.53和0.2;与AZO(ε＂=1.87)相比,其成像质量受材料损耗影响十分显著。3.设计了超薄银的单周期超透镜和多周期超透镜,周期单胞由7纳米银和7纳米PMMA组成。通过OTF计算和有限元方法计算两者的成像特性,结果表明了单周期超透镜在工作波长为365纳米时分辨率优于λ/36,5周期超透镜分辨率优于λ/18。最后,研究了在工作波长490纳米时不同填充率对多周期超透镜成像特性的影响,在单胞由超薄银/GaP构成的超透镜中,当银填充率为0.5、0.41和0.35时,在像平面L=λ处半高宽分别为0.07λ、0.17λ和0.2λ;在像平面L=3λ处,银填充率为0.35和0.41时半高宽分别为0.25λ和0.43λ,填充率为0.5时能量密度过低,已无法定义半高宽。上述结果表明在多周期超透镜中,考虑在较近像平面处,较高的金属填充率可以获得较高的成像分辨率。