进入21世纪,信息化的高速发展对器件的集成化与小型化提出了更高的要求,光子取缔电子并作为信息载体是光通信设备的发展趋势。基于表面等离极化激元(SPPs)构建具有突破衍射极限的紧凑型光学电路/器件,这使得新型光子器件的集成化与小型化成为可能。SPPs在亚波长光学、显微学、数据存储和生物光子学等领域的应用前景正在被逐渐探索。本文采用时域有限差分方法对石墨烯等离激元诱导透明器件以及完美超吸收器件展开理论研究。主要研究内容及安排如下:在中红外波段,提出了一个由H形石墨烯结构实现的动态可调的等离激元诱导透明器件。中间石墨烯条带的横向位移打破了结构的对称性,激发了在对称结构中不可实现的磁偶极共振。谐振器上下腔之间异相电流的强耦合使得在原有透射谷的共振波长位置处出现透射峰。通过改变结构参数和费米能级均能实现对透明窗口的调控。研究可得,FOM值达到17.78,且灵敏度高达8μm/RIU。另外在透明峰窗口可以达到0.04 ps的群延迟时间,这导致独特的慢光效应。毫无疑问,这项工作为开发紧凑的红外等离子体元件,如开关和传感器等提供了一个很好的平台。提出了一个由L形石墨烯条带-介质-金属反射层的三明治结构实现的双带超材料吸收器。模拟结果表明,吸收器在中红外区域表现出两个共振峰,其吸收率大于98.77%。单个L形的石墨烯条带的电磁本征模共振可诱导两个吸收峰,其平均吸收率约为50%。将两个不对称的L形石墨烯条带组装在一起,由于等离子体耦合,两个吸收峰的吸收率均接近100%。光谱吸收峰的位置可通过调整费米能和折射率动态调整。此外,研究了光极化角对吸收特性影响,该种调节机制更加灵活且在检测和电磁波储能方面具有广阔应用前景。