近年来,各种光电子技术如光导天线、光整流和电光取样等新技术,特别是超快技术的快速发展,为太赫兹辐射以及探测提供了极大的便利,使得太赫兹(Terahertz,THz)技术及相关器件的研究逐步取得令人瞩目的进展。随着集成光学以及微纳加工技术的不断进步,各种光子器件的发展方向将会逐渐走向小型化、集成化。超表面是一种由亚波长的金属单元结构组成的人工电磁结构,相比于自然材料而言,其具有可调谐、频率选择等优良特性,而且能够实现自然材料所不能实现的功能如负折射、电磁隐身等。越来越多的太赫兹波功能器件被设计出来用于吸收、滤波、传感、偏振等各个方面,极大地促进了太赫兹技术的发展。本文基于超表面设计的理论基础,设计了在太赫兹波段可以实现吸收、滤波、偏振滤波的三种不同结构形式的超表面功能器件,并对其性能进行了分析。首先,本文研究了超表面设计的理论基础及设计方法,包括超表面负折射率与负磁导率的理论推导,以及超表面结构对于太赫兹波段电磁波的吸收原理,通过分析其阻抗匹配,得到吸收结构可以达到对电磁波强吸收的条件。同样地,介绍了原子系统中的电磁诱导透明(Electromagnetically induced transparency,EIT)效应原理,该原理还可以应用到超表面结构的设计中,并以等效电路的方式分析了其原理。本文仿真设计采用CST Microwave Studio软件,并对其原理及操作进行了简单介绍。其次,对太赫兹超表面宽带吸收器进行了设计与分析,在设计宽带吸收器时,首先基于单一方环的谐振吸收器,为了增大其吸收谱段,采用同心堆叠的形式进行设计,不仅谱段拓宽,且吸收峰增加。进一步的优化设计中,采用多个不同尺寸结构拼接为“超单元”形式进行设计,最终得到了在较宽谱段范围内高效吸收、旁瓣低、结构简单的设计结果。此外,在设计过程中,对各个结构的性能进行了分析,详述了其吸收原理与性能。然后,对太赫兹超表面窄带滤波器进行了设计与分析,设计滤波器时仍从单一方环的谐振吸收器入手,为了得到较好的滤波效果,利用EIT效应破坏其旋转对称结构,引入一长金属条构成明模-暗模谐振,在此基础上进行优化设计,最终得到了窄波段范围内有良好滤波效果的设计结果。此外,将该结构浸入折射率不同的液体中时,其谐振峰值频率变化与待测物质折射率近似成线性,表明该结构在传感器方面也有一定的应用前景。最后,对太赫兹超表面线栅偏振滤波器进行了设计与分析,设计线栅偏振滤波器结构时,首先从单层线栅偏振滤波器入手,重点研究了当线栅占空比发生变化时对于偏振消光能力的影响,考虑到透射性能与加工难度,采用50%的占空比进行下一步设计。为了提高线栅偏振滤波器的消光能力,在介质层下平行放置另一层金属线栅,重点研究了上下层金属线栅相对偏移距离对于偏振消光能力的影响,最终得到了高偏振消光比、高TM波透射率的双层线栅偏振滤波器。