近年来,伴随着超构材料的发展和变换光学理论的出现,各种各样具有奇特功能的新颖器件被相继提出,比如广为人知的隐身衣和幻觉器件。变换光学理论起初源于电磁领域,随后被推广到了其他物理场,比如直流电场和热流场。基于变换光学设计的功能器件面临着材料参数复杂的问题(非均匀的且各向异性的)。有鉴于此,本文以简化超构材料参数和提出新型功能的超构材料为目标,主要开展了如下两个工作:(1)提出了一种材料参数均匀的多边形热隐身衣。首先利用坐标变换方法推导出多边形热隐身衣所需材料的参数,然后基于有效介质理论利用多层结构予以实现。研究表明,提出的热隐身衣仅需4种均匀的、各向同性的自然材料就可以实现。仿真结果表明,提出的热隐身衣在瞬态和稳态情况下都具有很好的隐身效果,表现出了良好的鲁棒性。最后,讨论了隐身性能与分层数目的关系,发现分层数目越多,其表现越接近于理想隐身衣。(2)提出并实验实现了一种光控的直流幻觉器件。首先基于坐标变换理论设计了一个具有均匀的电导率参数的正方形直流隐身衣。然后,基于电路理论,利用电阻网络等效实现所需的电导率材料。最后,通过在直流隐身衣的电阻网络上并联光敏电阻实现了直流幻觉器件。研究表明,当在黑暗情况下,直流幻觉器件表现出隐身效果。当光照较强时,直流幻觉器件表现出幻觉效果。