超材料是一种基于表面有序微纳米结构的人工材料,通过合理地设计金属结构,可以实现多种自然界材料中不具备的崭新而特殊的电磁传播特性,如负折射效应、超透镜、电磁隐身、高频磁响应等。目前大多数太赫兹超材料微结构器件都采用传统的光刻技术来制备,但是光刻技术制备成本较高、周期长、步骤复杂。因此,寻求一种低成本、高效率、步骤简单且性能优越的方法制备微结构器件引起了广泛关注。激光转印技术是一项基于纳米金属悬浮液(纳米银浆)激光诱导转移的新兴激光直写技术。它通过计算机编制超材料谐振单元结构图形到空间光调制器,经显微物镜成像,照射在涂布有纳米银浆的基底材料上,利用激光脉冲的能量轰击使被激光光斑照亮的区域银层脱落,在敷银基片或接收衬底上形成微结构器件。该技术在发展、定制、修改和修复微电子电路、制备超材料微结构器件等方面具有很大的潜力。我们在国内首次研究并利用激光转印技术成功制备了太赫兹超材料微结构器件。本文的研究工作主要包括:(1)对激光转印技术进行了系统的研究,包括系统的光路搭建及优化、超材料器件加工程序设计,样品制备流程、工艺因素影响及工艺优化等。目前,我们利用激光转印技术已实现了在石英晶片上制备正结构和互补结构的超材料微结构器件。对于互补结构器件,器件结构部分被激光光斑照亮脱落;而对于正结构器件,大面积的银层被光斑照亮而脱落,在敷银基片上留下未被曝光的器件结构部分。受能量密度的限制,目前制备的正结构器件周期最大为100μm,互补结构器件则没有这个限制。制备的器件结构最小线宽为4μm,银层厚度在100 nm~500 nm范围内可调,并且呈现出良好的厚度均匀性、清晰的边缘特征、较少的纳米银颗粒残留等。(2)利用激光转印技术在厚度为200μm的石英晶片上制备了一种双开口环桥式结构和其互补结构的太赫兹超材料谐振器。利用台阶仪和THz-TDS系统对其性能进行了测试,测试结果显示制备的微结构器件共振单元具有良好的重复性,透射谱结果与模拟仿真分析结果基本吻合,可以用来制备超材料太赫兹器件。(3)研究了一种互补双开口环太赫兹滤波器,该滤波器在0.2-1.4 THz范围内有三个谐振峰,可以通过调节内环和外环的结构尺寸灵活选择谐振频率的范围。利用CST模拟仿真分析了在电磁波的作用下滤波器电磁特性变化,外环对三个通频带的产生都有一定的影响,内环主要对第二个通频带的产生起作用。运用激光转印技术在石英晶片表面制备了样品结构,实验结果显示在0.40 THz、0.82 THz、1.15 THz附近有明显的谐振效应,与仿真分析结果基本相符。目前我们使用的是低粘度的纳米银浆,可以在敷银基片上制备微结构器件。未来工艺优化之后有望使用高粘度的纳米银浆在接收衬底上制备器件。