太赫兹(THz)辐射在电磁波谱中位于微波与远红外辐射之间,太赫兹技术在光谱、成像、空间科学和信息传输等领域都有重要应用。然而,由于大多数介质材料在该波段都有很高的吸收损耗,使得研发低损耗太赫兹波导面临很大挑战。此外,太赫兹技术的深入发展对太赫兹系统提出了小型化和集成化的新要求,这就需要结构更加紧凑的功能器件。微结构聚合物光纤具有结构设计灵活、易于制作的优点,且聚合物也是太赫兹波段吸收损耗相对最低的介质材料。针对以上太赫兹技术存在的难题,本文主要研究了实现太赫兹低损耗单模传输的空芯聚合物光纤和基于微结构聚合物光纤的太赫兹偏振分离器。主要内容包括以下几个方面:本文简单介绍了太赫兹辐射的产生、探测以及太赫兹技术的应用研究领域和太赫兹波导的发展现状。接着介绍了太赫兹聚合物光纤和相关功能器件的发展历史和研究进展。然后分四部分具体阐述本文的研究工作。首先,本文提出了一种基于双椭圆芯聚合物光纤的太赫兹偏振分离器。分析了单椭圆芯亚波长聚合物光纤的高双折射和低损耗单模传输特性。再将单芯结构扩展为双芯结构,根据耦合模理论用光束传播法分析了两正交偏振态的分离过程,实现了偏振分离的功能。最后,对偏振分离器的分离长度、传输损耗、消光比和工作带宽等性能进行了理论分析和优化设计。其次,为了比较全耦合和部分耦合两种偏振分离机理,本文提出了两种相似结构的基于双狭缝纤芯聚合物光纤的太赫兹偏振分离器。在分析单芯狭缝聚合物光纤传输特性的基础上,将单芯结构分别扩展为对称和不对称双芯结构,它们分别基于全耦合和半耦合机理实现偏振分离功能。在相似的结构参数条件下,对两种偏振分离器性能进行了分析和比较,发现它们都有较短的分离长度～1cm和极低的传输损耗<0.4 dB。然而,不对称结构的偏振分离器具有更大的带宽和更好消光比性能。再次,本文提出了具有布拉格结构包层的空芯聚合物光纤。用有限元法分析了光纤的传输特性及其与结构参数的关系,并结合三维打印制作对光纤传输损耗进行了优化。这种光纤基于反共振反射机理能将大部分导模模场紧密束缚在空芯中,大幅度压缩了材料的高吸收损耗,从而实现了太赫兹宽带低损耗传输。最后,本文提出了一种空心管晶格结构的聚合物光纤。用有限元法分析了空心管波导的模式、色散和损耗特性,该结构基于反共振反射机理可将大部分模场束缚在空心中,实现太赫兹低损耗传输。在此基础上设计了空心管晶格结构,让纤芯的高阶模与包层模满足折射率匹配条件,以谐振耦合的方式实现对高阶模的抑制,从而实现了太赫兹有效单模低损耗传输。