超材料是一种由特定形状的单元结构周期性排列组成的复合材料,因其具有自然界材料所不具有的奇异特性,因此在电磁隐身、透镜、人工黑洞以及天线等方面具有广泛的应用,其中超材料吸波器也是一个重要的应用。超材料吸波器按照实际应用当中的需求主要分为两种类型,一种是宽频带吸波器,主要应用在隐身、太阳能电池以及太阳能光热转换等方面;另一种是窄带吸波器,在传感以及探测方面得到了很大的应用。本文利用金属材料设计了两款吸波器,并对它们的吸波以及折射率传感性能进行了研究。1、设计了一款基于全金属连通圆柱体洞结构的超宽带超材料吸波器,该吸波器在300nm～1260nm波长范围内的吸收率超过了90%,涉及了紫外、可见光以及红外三个波段,并且在该吸收波长范围内出现了两个谐振峰,第一个谐振峰在389nm,第二个谐振峰在983nm,吸收率高达99.73%,基本上实现了完美吸收。根据电场和磁场分布图可以得到,该吸波器是由于表面等离子体激元和空气槽模式耦合造成的强吸收。最后研究了极化、斜入射以及结构参数对吸波器性能的影响。2、在红外波段利用金属银设计了三维立体椭圆开口谐振环结构的超材料吸波器,通过仿真模拟得到该吸波器在近红外波段实现了双频窄带吸收,第一个吸收峰在184.34THz,第二个吸收峰在293.14THz,其吸收率都在96%以上,并对该吸波器两个吸收峰的品质因子(Q)进行了计算,分别高达51.82和94。通过分析该吸波器的磁场分布图和能量损耗分布图,对其实现双频窄带完美吸波的物理机理进行了解释,同时也研究了结构参数对吸波器吸波性能的影响。最后对该双频窄带吸波器在折射率传感方面进行了研究,得到该双频窄带吸波器的灵敏度分别达到了1621nm/RIU和970nm/RIU且品质因数(FOM)分别为51.54和89.04。论文中对利用金属材料设计的超材料吸波器通过理论分析和数值仿真方法进行了验证,证实了其在工程应用中的可行性和有效性,可根据实际环境中的需求进行选用,具有潜在的应用价值。