目前,太赫兹技术被广泛应用于无线通讯、医疗诊断等各种前沿领域。硅作为太赫兹器件中的重要材料,由于具有高介电常数,通常存在高菲涅尔反射损耗,因此降低硅表面的反射率对于太赫兹器件的系统性能提升很必要。作为新型亚波长人工材料,超材料具有自然界常规材料所不具备的奇特的物理性质,成为太赫兹增透领域的研究重点。目前常见的太赫兹增透研究主要实现了单一波段的增透效果,本文在这些研究的基础上,巧妙利用亚波长结构中的电磁共振特性,在硅表面实现多波段和宽带增透效果。主要研究内容如下:(1)设计了一种由多个金属谐振器组合构成的多波段增透金属超材料结构。在介质层上方放置两个或多个共振频率接近的金属谐振器,使得超材料结构在0-2THz范围内具有双波段或多波段增透特性。双波段增透结构在0.94THz和1.71THz处的透射峰值分别为96%和98%,透射率在90%以上的带宽分别为0.25THz、0.12THz。多波段增透结构在0.99THz、1.57THz、1.885THz处的透射峰值分别为95.2%、96.8%、93.3%,透射率在90%以上的带宽分别为0.33 THz、0.15 THz、0.045 THz。两个金属谐振器的尺寸大小分别在一定范围内变化时只对双波段透射曲线中特定的共振频率产生影响,结构的双波段透射效果是两种金属谐振器透射效果的叠加,该结论同样适用于多波段增透结构。所设计的结构使用单层金属谐振器,结构更简单,避免了多层金属谐振器叠加用于双波段增透时带来的透射率降低的问题,在共振位置明显具有更高的透射率,并且对共振频率位置的调节具有灵活性。(2)设计了一种具有角度不敏感特性的金属超材料结构。在该结构中,介质层和上方的金属谐振器形状相同,都为“田”字形,而且介质层材料和基底材料均为硅。透射率曲线在0.893THz处达到最高峰,最高透射率为99.2%,几乎完全透射,透射率在90%以上的带宽为0.34THz。在40~o入射角范围内,对于TE偏振,透射峰值始终在97%以上,对于TM偏振,透射峰值始终在99%左右。另外,结构尺寸的变化会对透射率产生影响。在工作机制方面,“田”字形硅介质层和“田”字形金属谐振器组成的系统可以视为一个FP共振腔,与具有聚酰亚胺介质层的金属超材料结构相比,具有更理想的角度不敏感性和透射率大小。(3)设计了一种宽带全介质超材料结构。不同于前两种结构都使用了金属谐振器,这种超材料结构由圆台状硅阵列构成,利用米氏共振和FP共振两种电磁共振特性的叠加在太赫兹波段兼备较宽的透射带宽并保持较高透射水平。在0.699THz至1.45THz范围内,透射率始终高于90%,90%以上的归一化带宽高达69.5%。在0.978THz和1.396THz处的透射峰值分别为99.4%和98%。圆台状硅阵列的高度和倾斜度变化对两种共振状态均有影响,造成透射波峰的重叠和展宽。这种结构在太赫兹范围内呈现出优异的宽带增透效果。总之,我们的工作是通过设计、分析、优化三种超材料结构,在太赫兹波段实现高透射以及大带宽增透效果。第一种结构利用多个金属谐振器的组合在0-2THz范围内实现多波段增透。第二种结构利用“田”字形金属谐振器、“田”字形硅介质层实现入射角度不敏感和宽带增透,第三种结构利用圆台状硅阵列呈现出更优异的宽带增透效果,透射率在90%以上的归一化带宽高达69.5%。