近几年，2D-3D异质结结构由于可以作为密集型集成光路的良好平台而受到了广泛的关注，该异质结结构既可以充分利用二维结构中器件设计简单、传输效果良好的特点，又可以借助woodpile结构实现沿堆叠方向器件的集成化。本文采用时域有限差分法(FDTD)，详细地研究了工作于太赫兹波段的2D-3D异质结结构中的定向耦合器、直波导、空间集成波导和波分复用器等传输特性。具体研究内容如下:
　　首先，在2D-3D异质结结构的2D层设计了平面型定向耦合器，通过对定向耦合器两侧woodpile结构参数的调制和2D平面两波导之间介质柱宽度的调节，研究了该定向耦合器的耦合长度。研究结果表明，当定向耦合器两侧woodpile结构次近邻堆叠层介质柱之间的距离a发生变化时，耦合长度明显的缩短，最小可以达到3.0a，这一变化是因为耦合区域平均折射率减小导而引起的。为了进一步减小平均折射率，接着，考虑减小输入波导和耦合波导之间介质柱的宽度，发现:当宽度减小时，耦合长度继续缩短，并在柱子宽度达到0.18a时，获得了小于2a的超短耦合长度。
　　其次，在2D-3D异质结结构的2D层引入直波导，研究波导两侧woodpile结构参数调节对波导传输特性的影响。首先我们考虑平移优化方法:即将2D结构整体沿着与波导垂直的方向移动，即改变波导两侧woodpile对波导的对称性，研究结果表明:随着移动距离的增加，该波导的带宽受到了明显的调制，当移动距离为0.5a时，带宽增加了0.54THz;接着考虑改变波导两侧woodpile结构的堆叠方法，研究结果表明:当紧邻直波导的woodpile结构的堆叠层发生变化时，观察到了超宽的导带，其范围为0.345[c/a]～0.444[c/a]，Δf/fc比值达到了25.12％，导带宽度增加了1.89THz。
　　接着，设计了包含两个2D层的2D-3D异质结结构，分别在每层2D结构中引入波导，研究其空间集成化。研究结果表明，当对输入、输出波导两侧的woodpile结构均进行堆叠次序调整时，输出波导的导带范围明显的展宽，导带宽度增加了1.38THz。为了进一步改善集成波导输出端的传输特性，接着对垂直耦合微腔也进行了优化，取x=0.5L，其中L表示微腔的长度，x表示微腔的位置，研究结果表明:当L=1a，x=0.5a，x方向和y方向的输出波导同时具有良好的输出特性，且包含两个导带。x方向的导带为0.362[c/a]～0.385[c/a]和0.402[c/a]～0.441[c/a]，y方向的导带为0.365[c/a]～0.394[c/a]和0.401[c/a]～0.419[c/a]。
　　最后，在2D-3D异质结结构的2D层构建了双分支的波分复用器，研究了当在波导输出端上下的woodpile结构中设计微腔时，波分复用器的传输特性。研究结果表明:通过波导上下两侧woodpile结构中微腔的调节作用，同样可以实现波分复用器的频率选择特性。