近年来，超材料由于其独特的电磁和光学特性，以及其在隐身器件、天线器件、亚波长成像、生物传感、光调制和光偏振控制等方面的应用而成为光学及材料领域的研究热点。本文重点关注光学超材料及太赫兹超材料，对它们的制备工艺和光学性质进行详细研究。具体内容为:　　一、光学超材料的光学性质及其共振模式耦合的研究　　提出一种在近红外波段具有电磁诱导透明现象的光学超材料，对它的光学性质进行了数值仿真研究。结果表明，超材料中的光学共振模式间的耦合是电磁诱导透明现象产生的原因，而且耦合距离对电磁诱导透明的透射峰的线宽、波长位置有重要影响。　　从实验和理论上对一种非对称Dolmen结构超材料的光学性质进行了研究。与传统结构的超材料不同的是，这种超材料的共振波长随垂直入射光的偏振方向变化而逐渐改变。理论分析指出，这种现象是结构中两种共振模式耦合状态变化的结果。非对称Dolmen超材料共振波长位置对入射光偏振方向的依赖性，使其可以用于光学调制器件或偏振检测。另外，这种光学超材料对入射光偏振方向能够进行一定角度的旋转。　　二、干涉光刻工艺及干涉光刻制备超材料的研究　　干涉光刻利用激光的干涉图样来制备周期性的纳米结构，具有成本低、速度快等优点。本文详细讨论了衬底选择、胶厚、曝光剂量、显影过程及剥离工艺对干涉光刻制备金属光栅的影响，并制备出结构均匀、周期可变的金属光栅。在此基础上，利用干涉光刻技术制备了基于金属纳米椭圆孔阵的光学超材料，测试了其透射率光谱，并对它的折射率传感性质进行了研究。相比于传统的用电子束曝光制备金属纳米阵列的方法，利用干涉光刻制备纳米超材料生物传感芯片成本低、器件面积大、加工效率高，具有重要的实用价值和意义。　　三、太赫兹超材料及太赫兹调制器件研究　　对一组具有Fano共振效应的太赫兹超材料的太赫兹透射光谱进行了研究。对电流场分布的模拟及不同结构超材料的太赫兹透射光谱的比较表明，太赫兹超材料中的Fano共振现象是由结构中不对称的两个共振模式间的耦合造成的。相比于其他太赫兹超材料， Fano共振超材料的优势在于，它的太赫兹透射光谱中出现了线宽极窄的峰或谷，实验中其最窄的透射谷线宽仅为23 GHz，品质因子高达50.8，非常适合于用作生物分子的传感检测及光学调制器件。　　这种Fano共振超材料可以用作太赫兹全光调制，在激光调制信号的照射下它能改变太赫兹透射波的强度。另外文中还从实验和理论两面研究了石墨烯和二硫化钼等二维材料对太赫兹调制器件性能的增强。最后，将Fano共振超材料与二维材料相结合起来，实现了对太赫兹调制器件的调制效率的大幅增强。与受到广泛研究的硅基-石墨烯太赫兹调制器相比，硅-二硫化钼和超材料-石墨烯太赫兹调制器件在调制效率上有大幅提升。　　论文的创新点:提出了一种新型的非对称Dolmen结构光学超材料，它的光学性质与传统结构的超材料不同，即它的光谱共振波长位置随入射光偏振方向移动;利用干涉光刻制备了光学超材料，相比于电子束光刻方法更具实用意义;研究了金属开口谐振环开口位置及宽度对Fano共振的影响，在光谱中得到极窄的透射谷;提出硅基-二硫化钼及超材料-石墨烯太赫兹全光调制器，相较于之前报道的硅-石墨烯太赫兹全光调制器，调制效率有大幅度提高。