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电磁超材料是一种依赖于人工结构来实现超常电磁响应的复合型材料。超材料超常的电磁性质不仅与材料的属性相关,更与人工结构的形状、结构的尺寸、以及结构的排列方式密切相关,因此电磁超材料的设计非常灵活。由于电磁超材料吸收器在性能与设计上的双重优势,使之在微波、太赫兹、近红外以及可见光波段都得到了广泛的研究,其中红外超材料吸收器在红外探测技术、红外成像、红外隐身、热光伏、太阳能电池,以及敏感探测等领域具有非常广阔的发展前景和巨大的应用潜力,近几年来迅速成为人工电磁结构材料领域的研究热点。随着研究的进展,电磁超材料吸收器的带宽问题引起大家的广泛关注。由于电磁超材料吸收器的谐振特性,其吸收频率与其结构密切相关,表现为大多数结构均为窄带吸收。迄今为止,国内外各个研究团队提出了各种宽带中红外超材料吸收器,采用的主要方法是将不同尺寸的单元结构组合在一个周期结构里面,根据结构的谐振特性,一个尺寸的单元结构对应一个吸收峰,因而多尺寸的单元结构组合起来就能产生一个吸收带,这种方法能有效地拓展带宽,但是拓展之后的带宽仍不足,平均吸收率仍有提升空间;且多尺寸的图案化结构增加了制备工艺的复杂度和难度。因此,采用单一尺寸的图案化结构来实现具有超宽带,高吸收的吸收器是学术界研究的重点和难点。本论文基于电磁超材料中的传播表面等离激元（propagating surface plasmon,PSP）共振和局域表面等离激元（local surface plasmon,LSP）共振现象,在中红外波段设计出一种单一尺寸图案化的吸收器。该结构由四层组成,分别是反射金属Ti,介质层SiO2,薄层Ti,以及顶层图案化Ti（同一尺寸的Ti方块）,即Ti/SiO2/Ti/方块Ti结构。在中红外波段用数值模拟的方法研究其吸收性能,采用引入多频谐振的思路使该吸收器在大气的红外窗口,实现宽带的近完美吸收。在9.77μm至10.69μm波长范围内最大吸收率高达99%。在整个8μm至13μm的中红外波段平均吸收率可达96.7%。其次,我们研究了该吸收器中结构参数对吸收性能的影响。结果表明:薄层Ti膜对该吸收器中的PSP共振和LSP共振都起到了促进作用,且薄层Ti膜的厚度在0.001μm至0.005μm的范围内,此吸收器在8-13μm这个大气窗口的吸收性能都是优异的,这为实验提供了薄层Ti膜厚度的允许误差范围。当方块Ti的尺寸w值从1.1μm增加到2.1μm时,该吸收器在中红外波段的吸收率在逐渐增加,且吸收带宽也在逐渐拓宽;但是当w值从2.4μm增加到3.3μm时,吸收光谱的吸收率逐渐减小,吸收带宽也变得不理想。当Ti方块的厚度小于1.9μm时,此结构的吸收带主要集中在中红外波段的短波长区域,然而,当Ti方块的厚度大于1.9μm时,该吸收器的吸收带明显往长波方向移动。相邻Ti方块之间的间隙对该吸收器的吸收带宽影响较大,间隙较小时,该吸收器在中红外波段的两个吸收峰比较明显,吸收带较宽。当入射光的角度从0°增加到30°时,该吸收器的吸收带宽度和吸收率几乎保持不变,即此吸收器在入射光角度为30°内具有较稳定的吸收性能。本论文结果为中红外波段的宽带超材料吸收器的实验制备提供了具有意义的参考。