太赫兹(THz，1THz=1012Hz)波的频率范围通常定义为0.1-10THz，是介于微波与红外光波之间的一段尚未完全开发的电磁波。由于THz波所处的特殊频谱位置，太赫兹波特别适合于宽带移动通信及空间通信，是下一代无线通信技术关注的重点;有机生物大分子在太赫兹频段都有特征吸收谱，因此太赫兹波又是用于生物传感的有效探针，是生物医学研究重要的新型手段;同时，由于太赫兹波具有高分辨率成像（相对于微波）能力以及对非极性材料高穿透性的优点，在材料的无损检测、高分辨雷达和安全检查等方面也有着非常重要的应用。可以说太赫兹技术科学不仅是科学技术发展中的重要基础问题，又是国家新一代信息产业、国家安全以及基础科学发展的重大需求，对国民经济以及国防建设具有重要的意义。　　随着THz辐射源及THz检测技术的日趋成熟，THz功能器件中包括低损耗相移器、高效偏振控制和振幅调制等器件已成为THz技术科学走向实际应用的瓶颈。进一步探索和发展新型THz可控光电材料和相应的调制器件，既是研究THz波与物质相互作用这一重大基础科学问题的需要，又能满足新一代THz无线通信、高分辨成像等应用系统的需求。　　本文重点研制低损耗、高效调制的THz超材料器件，特别侧重于探索研制多功能、可调控THz超材料器件的有效技术途径。论文首先研究了几种材料在外磁场、电场或光场驱动下的光学性质，然后依据现有的微加工技术，设计、仿真、加工和实验测试了多种THz超材料功能器件，其中主要的工作内容和研究成果如下:　　1.系统地研究了多种厚度为毫米量级的随机排列液晶材料的THz磁光特性。得到了此类液晶的折射率、吸收系数及其与磁场强度的关系，发现了明显的磁致双折射现象。在实验上观察到了高粘滞系数液晶的折射率在弱磁场作用下出现弛豫的变化过程，证实了弱磁场驱动的随机排列液晶层能够对THz波起到相位延迟和偏振转换作用，为THz波相位的调控提供了一种简单高效的方案。　　2.设计并加工了基于液晶超材料的电控电磁诱导透明器件，在理论和实验上深入研究了电磁诱导透明的主动调控机理，调制深度可以达到18.3dB。在理论上明确了该器件的电磁诱导透明现象是由双开口谐振环的明暗模式相干耦合产生的，并且可以通过外电场驱动液晶分子转向实现对电磁诱导透明的调控。该器件结构简单、易集成，实现了对THz电磁诱导透明的主动调控。　　3.针对上述制备的液晶超材料器件，提出了主动调控电磁诱导吸收的实现方案。通过改变外加电场大小和入射THz波的偏振态，实现了液晶超材料器件对THz波的电磁诱导吸收的主动调控，调制深度为10.5dB。首次采用主动调控方式在同一器件上实现了电磁诱导透明和电磁诱导吸收之间的转换。　　4.设计了一种基于“金属栅-开口环/硅环-金属栅”结构的透射式超材料偏振控制器。仿真结果表明当线偏振THz波垂直入射时，该器件能够实现偏振方向90°的旋转。同时，利用数值模拟方法研究了不同入射角度对器件的偏振转换特性的影响，建立了多光束干涉和超材料表面电流谐振的理论模型，很好地解释了器件的调制行为，揭示了超材料表面电流分布对透射THz波偏振态调控的物理机制。此外，还研究了该器件的光泵浦调制特性，结果表明调节泵浦光的功率可以完成反射和透射光功率的再分配，实现器件的分柬功能。