太赫兹(THz)波是频率范围为0.1THz至10THz的电磁波,其频率位于电子学与光子学的交叉区域,相对于发展成熟的红外和微波技术而言,THz波技术的发展一直相对落后,因此称为电磁频谱的“太赫兹间隙(THz gap)”。由于THz波的特殊性,其具有瞬态性、低辐射性和大带宽等独特性能,这使得THz技术在高速无线通信、生物医疗检测、环境监测和安全检查等领域展现出巨大的应用前景。为实现这些应用,研制出能够对THz波的偏振态、相位和振幅等参量进行主动式调控的THz功能器件显得非常重要。本文基于向列型液晶及亚波长金属微结构的电磁特性及工作机理研究的基础上,在220-500GHz的频段范围内设计、制作和测试了THz调控器件。主要工作内容如下:对基于向列型液晶的双层亚波长金属等离子体超材料阵列结构的电磁性能进行了研究,讨论了其关键参数与调制性能之间的关系。在220-330GHz的频段范围内设计并试验验证了基于向列型液晶的双层金属圆弧阵列结构的可调THz透射特性。根据电磁性能以及实际制作工艺精度的要求,设计出工作频点位于283.91GHz处的金属-介质-金属阵列结构。理论计算结果表明,设计原型在其工作频率点处的幅度调制深度以及插入损耗分别为86.1%和0.72d B。利用光刻加化学刻蚀工艺在面积为2×2cm~2的石英基底上制作了包含有33×33个单元的阵列结构,测试数据表明,在垂直入射的THz电磁波情况下,通过在中间液晶层上施加0-4.8V的偏置电压,器件在285.45GHz处的可获得高于70.56%的幅度调制深度和低于1.9d B的插入损耗,此外样品表现出超过13.5%的频率可调谐能力。为进一步提高调制性能,在上述研究工作的基础上,在325-500GHz内设计优化并制作基于双层等离子体超材料的电控可调液晶器件。所设计的THz器件在416.7GHz处幅度调制深度和插入损耗分别为97%和1.09d B。通过计算该频率点处的电场分布和表面电流分布,分析了其具有大调制深度和低插入损耗的物理机制。制作了面积大小为2×2cm~2并包含有46×46个单元的阵列结构。测试结果表明样品在421.2GHz处具有最佳调制性能,其幅度调制深度高达96%,插入损耗低至1.19d B。