太赫兹技术是第三次科技革命中的“变革性技术”，是能够对社会和经济发展产生重大影响的前沿技术。太赫兹功能器件是太赫兹技术应用中必不可少的部分，当前太赫兹功能器件十分缺乏已经成为约束太赫兹技术推广应用的一个重要瓶颈。基于可重构超材料的太赫兹功能器件具有体积小、成本低、操控灵活以及与集成电路工艺兼容性好等优点，成为当前太赫兹功能器件领域的一个研究热点。二氧化钒是一种相变材料，在68℃以下为绝缘态，68℃以上则为金属态，这一特性可用于太赫兹波的操控。本文重点研究基于二氧化钒可重构超材料的太赫兹波功能器件，主要内容如下：
　　1.系统研究了二氧化钒的相变理论、仿真方法和制备工艺，以及基于二氧化钒可重构超材料的太赫兹功能器件建模、仿真、样片加工和性能测试方法。
　　2.设计了并制作了四种基于二氧化钒可重构超材料的太赫兹功能器件，其中包括：太赫兹二进制编码器、微电流控制的太赫兹强度调制器、太赫兹双向开关和太赫兹带通-带阻转换器等，测试结果表明：
　　（1） 太赫兹二进制编码器：在0.3 A的触发电流下，器件的调制深度近100%，触发时间约3 s。在0.2 A的触发电流下，器件具有极大迟滞，可保持近78%的透射率差值，利用该特性可在太赫兹波二进制编码过程中实现状态保持和触发读取。
　　（2） 微电流控制的太赫兹强度调制器：该调制器透明带中心频率为0.65 THz，半峰全宽为0.67 THz，最大透射率可达99%。在3.75 mA/mm2的微弱电流下，调制器最大调制深度可达97%。此外，该调制器还有高线性和低迟滞特性，其透明带最大线性参数仅14.1%，最大迟滞小于5%。
　　（3） 太赫兹双向开关：该开关的电磁响应对旋转方向和旋转角度均十分敏感，在样片顺时针和逆时针旋转过程中，可对中心频率分别为0.36 、0.52 和0.75 THz三个阻带幅值进行不同程度的操控。此外，还能使用外部电流来控制器件的电磁响应，在外加0.4 A电流时器件的宽频透射率会降低至接近于0。
　　（4） 太赫兹带通-带阻转换器：在TE模式下，二氧化钒为绝缘态时，该器件功能为带阻滤波，阻带中心频率为0.77 THz。当二氧化钒向金属态转变时，器件阻带逐渐消失，其透射率从1%升高到50%，其他频带的透射率逐渐降低。器件功能最终转变为带通滤波。
　　本文设计的四种基于二氧化钒可重构超材料的太赫兹功能器件对有效操控太赫兹波具有十分重要的意义，本文的研究方法对研发新型太赫兹功能器件具有重要的参考价值。