光学微结构的颜色滤波器具有分辨率高、稳定性强和无污染等优点,在彩色印刷、平板显示、光学防伪和颜色装饰等方面有着广泛的应用。然而以往的大多数滤波器都需要复杂的光刻设备,并且只能生成固定形状的静态颜色,极大地限制了颜色滤波器的可调功能。目前,基于Fabry-Perot（F-P）腔的薄膜滤波器不仅滤波效果好,而且结构简单,易于制造。因此本论文围绕F-P共振在光学微结构中生成结构色的问题,设计了几种简单、易于操控的光学结构,数值计算了相应结构的光学效率,并分析了颜色滤波的物理机理。系统研究了光学模型的结构参数、入射角度、偏振状态对光学响应的调制作用。本文的具体内容如下:1.本文提出了一种在单层石墨烯中实现多波段完美吸收的替代机制,主要通过将衍射光栅放置在分布式布拉格反射器（DBR）的顶部来实现。布洛赫表面波（BSW）共振通过耦合亚波长光栅来实现,并在DBR和石墨烯层的界面处被激发。此外,运用严格耦合波分析（RCWA）法探索该结构的光吸收特性,结果表明,该吸收器可以同时实现多个BSW共振和完美吸收。因此,RCWA法在光学微结构中的良好适用性得以验证。2.本文利用对称SiO2-Zn S-SiO2的F-P腔堆积成高饱和度的颜色滤波器,得到了透射式结构色和反射式结构色。通过理论模拟分析F-P多层薄膜结构用于颜色滤波器时的光谱调节和相应颜色转换的机理。结果表明,该结构获得了高色度、高饱和度的结构色,生成的颜色覆盖了整个可见光范围。并且将滤波器顶层AR层换成Ge层后,实现了入射光在可见波段的超强吸收。可见,该F-P腔具有良好的光学特性,可以应用于颜色滤波和超强吸收。3.本文基于将铟镓锌氧化物（IGZO）加入到光学微结构进行调控共振响应的方法,设计出了两种颜色滤波器结构。H2等离子体处理可以改变IGZO的折射率,从而实现对共振效应的调控。首先设计了对称的IGZO-Ge-IGZO共振腔,增加顶部和底部AR层以提高透射效率。然后使用RCWA法探究H2处理前后结构的透射光谱,分析入射角度和偏振状态对透射效率的影响,实现滤波器颜色开关状态的可调控。另外,将IGZO插入金属层之间形成Ag-IGZO-Ag共振腔,调整腔体IGZO的厚度,得到高饱和度的RGB透射色,将颜色扩展到整个可见光范围。最终,该结构的光谱选择特性能够通过调控IGZO的折射率实现动态调节,具体表现为颜色的动态切换。