太赫兹宽带滤波器是太赫兹功能器件中的重要组成部分,在医学成像、安全检查、产品检测等太赫兹技术应用方面具有重大的研究意义。目前太赫兹宽带滤波器的实现方法包括表面等离子体、超颖材料等,但都存在结构复杂,导致制作较为困难,成本较高,实际滤波效果不理想等问题。因此,设计出结构简单、高性能的太赫兹滤波器具有重要的学术意义和应用价值。本文将严格耦合波分析法与遗传算法相结合,提出并设计了基于简周期二元亚波长结构的太赫兹宽带滤波器,实现了宽带、高透射效率的滤波效果,突破了上述方法设计的局限性。本文的主要研究内容如下:1.提出了一种基于严格耦合波分析法,结合遗传优化算法的太赫兹宽带滤波器设计方法。以严格耦合波理论为基础,建立太赫兹宽带滤波器衍射效率与结构参数（光栅周期d、光栅占空比f、光栅深度h）的映射关系;为滤波波段内亚波长光栅太赫兹滤波器的衍射效率和带宽设置恰当的评价函数,结合遗传优化算法,根据优化结果不断调整评价函数中各项权重因子,找寻到最适合的权重因子与结构参数。2.设计了一款基于简周期二元亚波长结构的太赫兹宽带滤波器。综合运用严格耦合波分析方法和遗传优化算法,设计了一款中心频率为4.07THz,滤波频率范围在2.94-5.27THz的太赫兹宽带滤波器。其中主瓣内最高透射效率接近50%,主瓣内的平均透射效率也在40%以上,3dB带宽达到2.33THz。比目前结构和性能最好的双锥型滤波器^[6]的最高透过率37%提高了10%以上,3dB带宽达到2.33THz,也比双锥型滤波器宽0.13THz,表明本文运用简单结构实现了高透射效率的太赫兹宽带滤波器,突破了上述国内外太赫兹滤波器的设计局限性。3.对结构参数进行公差分析。介绍了光栅结构参数的制作误差和对亚波长光栅宽带滤波器滤波性能的影响,得出了光栅结构参数对滤波效果的影响规律,该工作对于所设计滤波器的制作和测试有一定的指导意义;并对滤波器的结构参数进行公差分析,得到最佳制作参数,直接作用于滤波器的制作。4.根据公差分析,首次制作了这款滤波器,进行了性能测试。用硅基材料制作了周期为127.19μm,占空比为0.417,槽深为29.81μm的太赫兹宽带滤波器,并进行了实验测试,测试结果基本接近仿真优化结果。本文运用二元光学矢量理论设计了一种基于简周期二元亚波长结构的太赫兹宽带滤波器,实现高透射效率、宽带的滤波性能。利用严格耦合波理论与遗传算法相结合,给出了光栅周期、光栅占空比、光栅槽深等结构参数的理想设计值。经过结构参数的公差分析,得到滤波器的结构参数在加工中可能出现误差范围,使太赫兹宽带滤波器的设计和制作更加具有可行性。本文采用简单结构实现高性能宽带滤波,突破了目前高频段太赫兹宽带滤波器带宽较窄,透射效率不高的局限,带宽更宽,透过率更高,结构简单,制作方便,有望应用在太赫兹的通信和成像系统中。