电磁诱导透明(Electromagnetically Induced Transparency,EIT)现象产生于原子系统的量子干涉效应,具有电磁波穿过介质的低损耗、窄带、高透明度、强色散的传播特性。利用超材料产生类EIT效应,既具有类似于原子系统的电磁性质,又兼具了超材料单元结构构造的任意性和目的性,同时还不受原子系统极低温度、高强度激光等实验条件的限制,因此在电磁场技术领域备受关注。超材料类EIT效应在慢光技术、光存储、高灵敏度传感、频率选择表面等相关领域中具有良好的实用价值和广泛的应用前景。本论文首先总结了 ET超材料研究领域的相关研究成果,而后通过类比机械谐振子系统,分析在外力作用下单谐振子、明-暗双谐振子、明-暗-暗三谐振子机械稱合系统的能量吸收特性和色散性质等,得到超材料类EIT效应的电磁产生机理,并获得了阻尼系数、耦合强度、本征振荡频率等关键参数对类EIT效应及色散特性的影响关系。以机械谐振子耦合理论作为类EIT超材料结构设计的理论依据,本论文中构造了四种不同结构的微波段及太赫兹波段类EIT超材料,通过数值仿真和实验测量研究了其相关电磁特性,分析了它们在微波开关、折射率传感等方面的应用。论文研究的主要内容总结如下:1、研究了微波段EIT效应的调控特性。论文提出并构造了两种微波段EIT超材料,分别实现了 EIT窗口的开关、EIT窗口从单频到双频的调控;综合运用偶极子干涉理论和谐振子耦合模型对EIT调控响应进行了电磁机理分析。其中,EIT透明窗口的开关调控可通过结构旋转和入射电场极化状态两种方式来实现;而EIT透明窗口从单频到双频的调控则通过结构参数的微调来实现,求解单、双频EIT结构的群折射率ng结果显示,本文所设计的结构具有良好的慢光特性,其中单频EIT透射窗口群折射率达到130,双频EIT透射窗口的群折射率分别达到120和150。这些研究结论在微波开关、可调谐微波器件及微波慢光、低损器件的设计及应用中具有潜在的应用价值。2、开展了宽频带极化不敏感EIT超材料的构造及相关电磁特性的研究。论文利用明暗模谐振子耦合理论,证实了当两个谐振子的本征振荡频率失谐因子较大但谐振子间的耦合强度较强时,系统的类EIT效应将会从狭窄的透明窗口扩展为一个较宽的透明带宽。在此基础上,论文提出并构造了基于双头金属叉形的明暗模一体化EIT电磁超材料结构,该结构引入了谐振子间的强耦合并具备C4旋转对称性,数值模拟和实验测试研究结果证实该结构了对入射波极化不敏感且透明窗口带宽达3.63 GHz的宽频类EIT效应。该研究结论为微波段宽频带、极化不敏感EIT超材料的实现提供参考。3、论文设计了一种基于高Q值、强透射EIT谐振特性的太赫兹波段折射率传感超材料。该结构由多根平面金属短线而构造,高Q值EIT透明峰响应通过强辐射的电偶极子激发弱辐射电四极子共振而形成。其传感性能研究结果显示:当表面覆盖被测物厚度为3 μm时,其传感灵敏度可达0.2695 THz/RIU,FOM值约为5.44;传感灵敏度与基底材料的介电常数呈反比,基底材料的介电常数越小,传感灵敏度越高;在被测物的厚度为18 μm内,传感器均具备良好的传感性能,当厚度达到18 μm以上时,传感器将失效。该研究结论为类EIT超材料用于折射率传感检测应用提供借鉴。本论文的研究有助于深入理解超材料类EIT效应的电磁作用机理及其调控特性,获得类EIT超材料结构的构造方法,开发基于EIT谐振的相关应用,这些研究结果有望对EIT超材料往更深层次的研究和应用起到一定的推动作用。