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超材料是一种人造复合材料,与自然界其他物质不同,具有很多非自然界物质的物理特征,在传感和光信号处理方向有着重要的研究价值。本论文从表面等离激元入手,分析了具有特定功能的超表面结构和光学性质,具体研究工作如下:设计了非对称光栅超表面,研究了该结构在特定波长入射下的窄带吸收谱。应用到传感领域,这一结构的灵敏度可达到1280nm/RIU。结构优化后可达到1355 nm/RIU的灵敏度和112.9的品质因数。设计并仿真了可对入射光信号进行微分运算的功能结构。本论文提出的功能结构超表面在传感和信号处理方面有着潜在的应用价值。