超材料作为一种周期排列的人造材料,由于其不同于自然界存在的传统光学材料的电磁特性而受到科研人员的广泛关注。超材料的光学性质不仅取决于其组成材料也取决于其几何结构,可以在亚波长尺寸上对光场的偏振态、振幅以及相位等多个维度进行有效的调控。因此在光学与信息科学、生命科学与医学、生物传感技术、微波与太赫兹器件等方向具有重大的应用前景,成为微纳光学领域的热点研究方向。本论文主要开展基于超材料的光场偏振调控与振幅调控研究,设计了一种非对称传输超材料和等离诱导透明超材料,采用时域有限差分法（FDTD）以及有限元法（FEM）对设计的结构进行数值分析与光学性能研究,深入研究了其内在的物理机理,论文主要研究内容概括如下。1、设计了一种基于全介质的非对称传输超材料,该结构在近红外波段上实现了仅对线偏振光的非对称传输效应。同时可以通过改变频率来实现偏振转换功能的切换,即在957nm时实现x偏振到y偏振的转换,而在949nm时实现y偏振到x偏振的转换。建立了仅对线偏振光起调制作用的理论模型,讨论了几何参数以及入射角度对于非对称传输效应的影响,通过电场分布分析了其具有偏振转换功能切换的物理机理。所设计的结构同时具有高效率、多功能、多波段的优势。该设计在偏振转换器、开关和集成光子电路中有潜在的应用前景。2、设计了一种基于VO2的等离激元诱导透明（PIT）超材料,该结构在太赫兹波段实现了偏振敏感的模式数目可调控的PIT效应。通过调节VO2的相变及光的偏振,可以实现PIT模式数目在2-1-0之间的调控。对于谐振器分子的设计建立了理论模型,讨论了几何参数和基底的介电常数对于透射峰的影响,通过场强分布的数值计算研究了具有模式数目可调控的物理机理。该设计在信息加密与传输、雷达探测、天线设计等领域都有着极大的应用潜力。3、设计了一种基于VO2和石墨烯的双调控PIT超材料,该结构在太赫兹波段实现了PIT效应。通过调节温度控制VO2的相变实现PIT现象的开关,通过改变外加偏置电压调节石墨烯的介电常数实现PIT振幅与频率的调控。以上研究为实现偏振转换与选择透过的多功能超材料的设计提供了一条新的思路;由于可对光场的偏振态和振幅调控的特性,本文所设计的结构在光学、能源、通信等领域都有潜在的应用。