超材料是人造材料,其光学特性取决于本身的几何结构,可以得到天然材料不具有的光学性质。超材料丰富的物理特性可以在亚波长尺度实现对光场多个维度的灵活调控,因此在光学与信息科学、生物传感技术、微波与太赫兹器件、生命科学与医学等方向具有重大的应用前景,成为微纳光学领域的研究热点。本论文主要对超材料光场振幅调控进行研究,设计了电磁诱导透明超材料、超材料完美吸收器以及动态可调超材料,并使用有限元法对设计的超材料进行模拟和分析。继而探究了其光场调控效果的内在物理机制和应用。论文主要内容如下:1、简要介绍超材料光场调控的研究意义与应用前景,重点介绍等离子体激元诱导透明和完美吸收器超材料的发展历程以及理论模型,最后介绍了动态可调超材料的研究背景。2、设计了一种基于相位耦合的等离子激元诱导透明超材料,通过公式推导与绘制电场分布图分析了超材料的原理,讨论了几何参数对超材料透射峰的影响。该超材料可应用于慢光、传感等光学器件中,理论结果为等离子激元诱导透明超材料的构建提供了一个新的方法。3、设计了一种基于多元共振的超宽带完美吸收器,通过绘制电磁场分布图与推导共振波长与超材料结构的关系,分析其宽带完美吸收产生的物理机理。探究了入射光的偏振与入射角对吸收带的影响。4、设计了一种基于石墨烯超材料的THz宽带吸收器,该吸收器能够实现对吸收强度动态调控的效果。通过绘制研究电场分布图和吸收随几何参数的变化,对超材料周期和石墨烯图案尺寸在吸收中的作用进行了分析。5、设计了一种由金属圆盘和介质组成的相干完美吸收器。该吸收器可以通过改变相干光的相位差实现对吸收、透射的全光调控。通过散射矩阵理论和绘制电场分布图分析吸收产生的调控的物理机理。分析材料和几何参数对吸收波长的影响进而扩展了该吸收器在通信领域的应用。以上基于超材料在光场振幅调控的研究为实现选择透过与完美吸收的多波段与多功能超材料的设计提供了一个指导性的设计思路;除此之外,本文设计的超材料的特性使得上述工作在光学、能源、通信等领域有着潜在的应用。