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2009年,E.E.Narimanov和A.V.Kildishev提出了一种理论上能对任意入射方向的光波达到100%吸收效率的“光学黑洞”模型,该模型系统在太阳能采集、平面隐身和多色红外传感装置上有着广阔的应用前景。相比于传统的光吸收器,“光学黑洞”模型系统不依赖于磁响应性的材料,而通过使用已有常见的材料便能设计,在具体制造光学器件时更为简便。近年来,文献已报道了一些基于“光学黑洞”模型的光吸收器,但存在着对电磁波吸收频段较窄,以及对入射波波型较为敏感等缺点。梯度光子晶体(GRIN PC:Granded-index photonic crystal)作为一种由光子晶体内部引入可控缺陷加工而成的特殊材料,其介电常数可以调节,而且GRIN PC相关理论也较为成熟。因此,本论文中将使用梯度光子晶体材料来具体实现“光学黑洞”模型,通过研究不同梯度光子晶体的结构对吸收器性能的影响,最终提出一款宽吸收带、且对入射波型不敏感度高的吸收器。论文的主要内容如下:1、介绍“光学黑洞”模型,提出基于梯度光子晶体结构的“光学黑洞”模型吸收器设计思路,并概述GRIN PC在光吸收器领域的研究现状。2、阐述光子晶体的相关基本理论,推导出研究光子晶体能带结构的光子晶体主方程,并基于麦克斯韦-加内特有效介质理论,给出内嵌杂质下的介电常数计算表达式。3、基于梯度光子晶体内嵌介质杆的三种不同阵列结构--方形阵列、六倍葵形阵列和八倍葵形阵列,设计相应结构的吸收器,通过对入射波波型不敏感度的研究,提出了一款在空间结构允许下的最佳的阵列结构--基于八倍葵形阵列结构的吸收器。4、研究优化基于八倍葵形阵列结构吸收器的吸收带宽,通过改变吸收器的晶格周期来控制外层介电常数的径向变化,分析对比优化前后的吸收器高效率吸收带宽;另外文章还分析了内嵌介质杆的形状对吸收器性能的影响。最后,基于研究结果提出一款高性能的吸收器。