本文对基于金属-多层介质-金属结构的超材料吸收器进行设计及理论模拟研究,并讨论了其在辐射制冷应用中的开发潜力。研究超材料吸收器采用有限元分析法,采用COMSOL软件计算超材料吸收器的电磁吸收特性,所设计及模拟电磁吸收器的工作波长在红外“大气窗口”波段。分析超材料吸收器的电磁波吸收机理,并讨论超材料吸收器结构尺寸以及材料属性对电磁波吸收效率的影响,同时进一步讨论TM和TE模式下电磁波入射角度对超材料电磁吸收的影响。在此基础上,针对辐射制冷的应用背景,对其在“大气窗口”波段表现出选择性辐射特性,进行辐射制冷的热辐射降温研究。1、本文设计一种金属-多层介质-金属结构的宽带超材料吸收器,利用表面等离激元对介电常数的响应特性,通过多损耗介质层共振吸收叠加的方式,实现了在“大气窗口”波段宽带完美吸收的效果,讨论在这种结构中基于不同的损耗机理而产生的吸收峰情况。2、基于金属-多层介质-金属结构的宽带超材料吸收器结构,利用COMSOL软件对此结构模型进行仿真,分析吸收机理,并对极化不敏感、广角度入射等特性进行分析。利用微纳加工工艺实验制备超材料结构,利用傅里叶红外光谱仪测量其光吸收特性。3、分析基于超材料吸收器的辐射制冷降温方法。基于热辐射理论,利用超材料吸收器的宽带选择性辐射特性实现了对“大气窗口”波段的热辐射调控。通过“大气窗口”内高发射率、“大气窗口”外低发射率的组成,在“大气窗口”波段内,能够有效地对辐射温度进行调控。本论文所设计的超材料吸收器基于表面等离激元特性原理,所提出的基于金属-多层介质-金属结构的宽带超材料吸收器有望成为一种新型的辐射制冷材料,在工程热辐射散热器件开发中具有实用意义。