表面等离子(SPs)是一种电磁表面波,它是当入射电磁波中光子与金属和类金属材料表面的自由电子的频率相匹配时而产生。基于SPs的吸收器近些年逐渐成为科学家们研究的热点,其中包括红外波段电磁波吸收器的研究。本文最先阐述了一些有关表面等离激元的基本概念与特性,以及近些年来关于吸收器尤其是红外线吸收器的一些发展现状与应用。并由此设计了两种把磷化铟(InP),砷化铟(InAs)和锑化铟(InSb)三种材料放在一起的红外线吸收器。研究过程中的数值模拟方法用到了频域有限差分法(FDFD),对它们在红外波段的吸收性能进行探究。具体研究内容如下:(1)设计了一种基于InP、InAs和InSb材料的槽深线性渐变的光栅型红外线宽带吸收器。此吸收器是在底部为银基底的InSb中,等距离挖出凹槽,并依次在凹槽内壁涂覆InAs和InP材料而构成。利用FDFD方法不断优化吸收效果,在28~75μm波长范围以及0~80~o范围内,对92%以上的入射红外线进行完美吸收。研究了当吸收器的各个几何参数变化时对吸收效果的影响,结果发现只有凹槽个数的变化对吸收率的影响较大,而凹槽深度宽度以及涂层厚度等参数在一定范围内的波动并不会对吸收率造成很大影响。(2)设计了一种基于InP、InAs和InSb材料的复合层锥形堆叠的光栅型红外线宽带吸收器。此吸收器以银为基底,复合层的宽度从最顶层到最底层逐渐增大,且每一复合层从上至下依次为InP、InAs、InSb和电介质材料。在研究不同入射波长的磁场分布情况的同时也对相应波长处的局部电场分布进行了分析,从而更加直观清楚地解释了此吸收器的吸收机理。此外还探讨了当吸收器结构几何参数变化时吸收性能的影响,研究发现当复合层数和三种半导体材料的厚度变化时会造成吸收效果的明显降低,而其他参数的变化对吸收率造成的影响几乎可以忽略。最后还研究了银基底层厚度变化的影响,发现没有银基底时吸收率非常低,而当银基底厚度在0.15μm以上时就足以抵挡电磁波的透射。本论文的研究成果有望对今后红外线吸收器的制作与应用有所指导。