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任何一种微纳米器件的光学特性本质上都来源于其组成材料的光学特性。金属材料的介电常数在可见光和红外波段小于零,与电介质介电常数符号相反,当微纳尺度的金属和电介质结合在一起共同与电磁场相互作用时,能够产生自然界中不同甚至完全相反的光学现象。近年来,人们发现将金属与电介质材料相结合,能够将入射电磁波转化为表面等离子体极化激元,从而增强纳米尺度下材料对光的调控能力。我们利用金属-介质微纳结构的表面等离激元谐振或其他谐振效应,能够在特定波段实现对电磁波的谐振增强吸收。在这些结构中,基于金属-介质-金属的多层结构由于其天然的磁共振特性,能够对入射磁场产生响应,在两个金属表面产生反平行电流,从而在介质中产生局域电磁场,增强金属对电磁波的吸收,在宏观尺度上形成在特定波长具有全部吸收的纳米光子器件。本文的第一个工作就是基于这种金属-介质多层结构设计了可见光波段的单带和双带吸收器。单带吸收器在555 n处有99.65%的近完美吸收峰。通过场分布分析,该吸收峰是由金属层中间的磁共振模式和腔模耦合而形成。并且结合LC等效电路可以定性地解释吸收谱随材料参数变化的规律。此外,我们还利用等效金属-介质-金属波导中的反对称模式定量解释了该波长处的吸收机制。之后对这种单频吸收器,基于其角度依赖性,我们展望了其作为小角度探测器或准直器的应用前景。除了单频吸收器,本文设计的双频吸收器同样能够在可见光波段的450nm和584nm处达到近完美吸收效率。这两个吸收峰分别来自介质-金属-介质波导中的对称模式和金属-介质-金属波导中的反对称模式。吸收谱随结构参数的改变也验证了该解释的正确性。之后,我们实验制备了不同周期参数的吸收器,得到与仿真一致的结果。这种一维光栅结构的吸收其还可以扩展到二维形式,形成具有偏振不敏感的双带吸收器。基于这种堆垛结构的吸收器有效避免了平面复合结构的周期尺寸大、难于加工和空间利用率低等问题,更有利于器件的小型化、集成化和大规模加工。除了磁共振导致的增强吸收特性之外,金属-介质-金属结构中SPP的耦合还能够产生具有负折射率的传播模式。本文第二个工作利用金属-介质多层结构设计了 532nm处的全角度负折射率波导,该波导的能量折射率和相位折射率均接近于-1。通过调节金属、介质的材料或膜层厚度,这种负折射率效应可以在大角度范围内保持不变。利用这种负折射效应,对波导一侧的光源进行成像,其成像分辨率能够达到283 nm,接近该波长处的衍射极限。通常,正折射材料汇聚光线时需要曲面来调制相位,而由金属-介质构成的多层波导只需平板结构即可成像。这大大简化了加工工艺,同时又有利于在微纳光子器件上的集成。