微纳结构的光谱辐射特性调控研究是一个结合了材料、物理以及微纳加工的综合学科领域,其在辐射制冷、太阳能海水淡化以及气体检测等领域有着广泛的应用。如何增强电磁波与物质的相互作用一直以来是一个热门研究领域,过去的研究表明亚波长微纳结构支持的多种异常电磁响应可以被用来实现微纳结构的光谱辐射特性调控。尽管在微纳结构的光谱辐射特性调控方向做了很多工作,但涉及到如何针对特定的波段实现宽谱带完美吸收,如何在减小加工难度的基础上在通讯波长下实现窄谱带完美吸收,如何增强二维材料与光的相互作用来提高其局域吸收率,如何利用石墨烯和相变材料实现主动的光谱辐射特性调控等问题尚需开展进一步深入研究。本文主要在理论上针对上述问题开展了以下几方面的工作:首先,基于Au纳米粒子激发的局域表面等离子体共振,提出了可以在可见光波段实现宽谱带吸收的基于单层MoS2的复合结构。通过复合结构中Au纳米粒子阵列和电介质布拉格反射镜的联合作用使得在单层MoS2的局域场增强,在共振波长467.7nm和557.8 nm下,单层MoS2的局域吸收率分别较悬浮的单层MoS2增强约3.01倍和18.43倍。提出的基于单层MoS2的复合结构也可被用到其他过渡金属硫化物中实现宽谱带吸收。此外,针对红外宽谱带完美吸收器需要实现宽谱带吸收来提高能量转换效率,基于氧化铟锡（Indium tin oxide,ITO）纳米线在其ENP（epsilon-near-pole）和ENZ（epsilon-near-zero）共振波长处的强吸收特性,提出利用堆叠的多层不同掺杂浓度的ITO纳米线来实现宽谱带的红外完美吸收,通过优化每层ITO纳米线的掺杂浓度、占空比和长度,堆叠的五层ITO纳米线可以在1.7-8μm波长范围实现宽谱带完美吸收。其次,基于Tamm等离子体极化激元（Tamm plasmon polaritons,TPPs）模式结合单层WS2,提出了可以在可见光波段实现窄谱带完美吸收的基于单层WS2的TPPs结构。同时,根据TPPs结构激发TPPs模式时在金属与电介质布拉格反射镜之间间隔层中的强场约束,通过调整基于单层WS2的TPPs结构的共振波长与单层WS2的激子峰匹配来实现耦合增强的单层WS2激子跃迁局域吸收。结果表明在基于单层WS2的TPPs结构的帮助下,可以实现吸收率为90.2%的A激子跃迁局域吸收,相比于悬浮的单层WS2增加了近5倍。另外,基于TPPs模式和耦合模式理论提出了基于石墨烯的Tamm等离子体结构。在通讯波长（1550 nm）下具有99%的光谱吸收率,半波全宽仅为2.5 nm,且石墨烯的局域吸收率较悬浮石墨烯增强约32.6倍。然而,激发TPPs模式需要复杂的多层结构设计以及激发导模共振需要特殊的图案设计,这将极大地增加制造成本且会对石墨烯造成损害而影响石墨烯的性能。因此,基于法布里-珀罗（Fabry-Pérot,FP）共振提出了一种更易于加工的基于石墨烯的FP结构,在通讯波长（1550 nm）下具有99.9%的光谱吸收率,半波全宽为33 nm,且石墨烯的局域吸收率较悬浮石墨烯增强约36.2倍。之后,利用石墨烯的化学势可以通过施加栅极电压的方式进行主动调谐,基于FP共振和耦合模式理论提出了基于石墨烯电调谐的双窄谱带近红外吸收器,利用其在TM偏振下可以同时激发FP共振和导模共振实现了双峰窄谱带吸收,利用其在TE偏振下可以激发FP共振实现了单峰窄谱带吸收。进一步的研究表明,通过调控吸收器中石墨烯的化学势可以在不改变FP共振和导模共振波长的前提下实现吸收器峰值吸收率的主动调谐。最后,基于一维光子晶体（one-dimensional photonic crystal,1DPh C）的缺陷模式,通过在1DPh C中加入单个或多个相变材料Ge2Sb2Te5缺陷层可以在中红外波段实现单通道或多通道的光谱透射调谐,并将其用在了非色散红外光谱检测技术中光学过滤器的设计上。此外,利用相变材料Ge2Sb2Te5和石墨烯对h BN的双曲声子极化激元进行主动调谐并实现了h BN可调谐的多通道自发发射率增强。