在最近这几十年里,太赫兹波引起了广泛的关注,而偏振是电磁波的一个有着诸多应用的重要特性,这使得研究人员希望能够在太赫兹频段去控制电磁波的偏振态。在传统光学领域我们通常使用偏振片和波片来控制光的偏振态,它们通常由一些具有双折射特性的光学晶体制成,这就必然导致其工作频带窄和难集成的缺点。近几年,超材料为偏振态的控制提供了一种新途径,并且具有器件超薄和宽带响应的优点,这种可以用于偏振转换的超材料通常有各向异性结构和手性结构两种。但是单层结构一般很难在宽带范围内维持很高的转换效率,只有将多层结构进行重叠,这样,每层结构在固定的频点引发电磁响应,多层响应的耦合就可以拓宽器件的工作频带。然而这样获得宽带的做法是以增加器件厚度为代价的,不仅不利于后期集成,对前期制备的难度也大大增加。此外这种多层耦合器件的物理机制一直都很难被清楚的说明。鉴于上述情况,本文提出了如下所述的三种宽带偏振转换器:1.基于双层超材料耦合的太赫兹波段宽带线偏振转换器,可以在0.73到1.41THz的范围内将线偏振入射波的振动方向旋转90°,且保持偏振转换率高于90%。2.基于各向异性偏振转换超材料的宽带太赫兹半波片,可以在0.64到1.67THz的范围内将线偏振入射波的振动方向旋转2b的角度,并保持偏振转换率高于85%。3.宽带双层超材料偏振转换器,可以在0.55到1.37THz的范围内将线偏振入射波的振动方向旋转90°,且保持偏振转换率高于98.5%。建立了类法布里珀罗腔模型来详细解释双层超材料结构的偏振转换耦合机制,并推导出偏振转换的理想情况和近似情况的公式,为类法布里珀罗腔在亚波长介质层中的形成提供了明确的机理解释。