超材料（Metamaterials）是近十多年出现的一种新型人工材料。它主要通过在自然媒介中嵌入人工设计的几何结构电磁单元来实现对各种物理量的调制，从而获得新奇的电磁特性，如负折射率、理想成像、逆多普勒效应、反常切连科夫辐射效应、非对称传输、电磁诱导透明等。基于这些电磁特性，超材料在很多领域具有巨大的潜在应用价值，可用来构造隐身斗篷、吸波器件、隔离器、等离子体传感器、偏振转换器件等。本论文主要研究了三种典型结构的超材料的偏振特性，主要工作如下：　　(1)对金属螺旋超材料在微波段的偏振特性的研究。利用有限积分法对单螺旋、双螺旋和三螺旋结构超材料的透射谱进行仿真研究，并开展实验测试工作。研究结果表明单螺旋和双螺旋结构具有良好的圆二向色性，而三螺旋结构不具有圆二向色性。我们运用了天线理论、琼斯矩阵和时间反演对称对研究结果进行了定性的理论解释。此外，还提出了一种基于超材料均质化方法的分析模型来计算单螺旋结构的透射率。　　(2)对双层金属开口谐振环的偏振特性的研究。通过引入外在手性，在斜入射条件下对双层金属开口谐振环的透射谱进行仿真研究。研究结果表明该结构具有巨大的圆极化相互转换效率。我们主要通过结构单元表面电流分布来分析其内部的电磁共振，从而对研究结果进行定性的理论解释。　　(3)对非对称十字形金属孔阵列的偏振特性研究。在对称十字形金属孔的基础上，通过改变水平和垂直方向两孔的相对位置，引入非对称性来对其透射特性进行仿真研究。研究结果表明引入非对称性后，透射峰会发生分裂，形成红移和蓝移两个透射峰，并且它们的峰值位置与非对称性的大小成线性关系。此外透射峰的强度可通过改变入射光的极化角进行调节。我们主要通过分析非对称十字形金属孔的磁场分布，并利用一种简单的拉格朗日模型来对研究结果进行定性的理论解释。