对于非平面超薄膜，提高吸收率主要通过：1、空腔共振效应[14-17]；2、表面等离子共振效应[18]；3、渐变折射率效应[19-21]。光子晶体结构通过空腔共振效应和表面等离子共振效应增强吸收。以周期排列的纳米线或纳米孔二维光子晶体为例，空腔共振效应指的是通过纳米线之间或纳米孔内部的多次反射增强吸收的效应，空腔高度（深度）通常与共振波长大小相当。当电磁波频率与金属表面自由电子振荡频率匹配时，沿垂直于金属与接触介质之间的界面方向，电磁波随传输距离指数衰减，且界面处电场强度显著增强，这一现象称为表面等离子共振。电场强度增强会提高吸收。与空腔共振效应不同，表面等离子共振效应不依赖周期结构的高度（深度）。渐变折射率效应的结构为上小下大的圆锥形纳米线结构，两线之间几乎无缝连接。若假设每个高度都有其自身平均折射率，那么它的折射率与材料和空气的比例有关。不同高度时，材料与空气比例不同，空气比例越大，平均折射率越低；材料比例越大，平均折射率越高。由于该结构为圆锥形纳米线结构，故其折射率是平缓上升的，即相邻高度的折射率几乎相等，将锥顶上部空气视为空气所占比例为100%，而锥底与材料交界面视为空气所占比例为0%，最终就能实现折射率从空气到材料的平缓升高，即相邻高度间反射系数接近于0，空气到材料几乎没有反射，没有反射也就意味着吸收率提高了。84681

接下来将讨论下如何提高平面超薄膜吸收率[22,23]。传统的减小反射率、增大吸收率的结构是在近似超导金属或透明材料表面覆盖透明材料涂层。由于在1–2和2–3界面反射产生的相位差为π，因此只有当第二层厚度为四分之一波长时，反射和传输产生的总相位差为2π，反射矢量形成封闭回路，从而减小反射率，四分之一波长也是涂层的最小厚度。然而，这种情况下，涂层的厚度较大，已经不能称为平面超薄膜了。如果将涂层换成吸收性材料，即复折射系数（m = n+iκ，n为折射系数，κ为吸收指数）实部和虚部大小为同一量级，将基底换成具有有限大小光电导率的金属（n和κ均为有限大小）；此时，1–2和2–3界面反射产生的相位差不局限于π并可以大于π。因此当涂层厚度远小于四分之一波长时（即平面超薄膜），虽然传输相位差减小，但反射和传输的总相位差仍近似为2π，使反射矢量形成封闭回路。这样可以减少涂层的厚度，实现平面超薄膜吸收率的提高。