电磁超表面是由多个亚波长电磁谐振天线单元按照一定方式排列组合而成的平面结构阵列。不同于传统的光学器件,电磁超表面是利用谐振天线单元与电磁波相互作用所引入的相位突变来调控电磁波的波前、偏振和振幅。通过精细地控制天线单元的形状、尺寸、方向以及排布等,超表面就可以任意地调控电磁波,这为实现小型化、多功能化和集成化的光器件提供了全新的技术途径。虽然目前有关超表面灵活调控电磁波的研究已经取得了长足的进展,但是在不对称传输、超透镜、类电磁诱导透明以及多功能超表面等方面还有待深入研究。偏振态是电磁波的基本属性之一,基于超表面的偏振器件在探测、通信等领域中有着广泛的应用潜力。论文针对偏振相关的电磁超表面展开了理论和实验研究,设计制作了几种不同结构的偏振相关超表面来调控电磁波的光束分布、相位与偏振特性,这些器件能够实现不对称传输、聚焦、波束偏转、类电磁感应透明等多种功能。论文取得的主要成果如下:（1）不对称传输器在光网络、集成光学系统中有着重要的应用潜力,其功能是当一束电磁波从某一个方向入射时有很高的透射率,但是当它沿相反的方向入射时,则透射率很低。我们提出并设计了两款基于不同原理的偏振相关的不对称传输器。第一款是基于单向激发表面等离极化激元（SPP）的不对称传输器。在单向激发SPP波的作用下,正向入射波的透射率大于背向透射率。该不对称传输器仅适用于x线偏振波。为了对多种不同偏振态的电磁波都具有不对称传输,我们又设计并制备了一款基于手性超表面的不对称传输器。实验结果表明,它不仅可以实现线偏振波的不对称传输,而且对圆偏振波也可以实现不对称传输现象。（2）针对基于等效传输相位和Pancharatnam-Berry相位的超表面设计难点,我们设计并制备了一款偏振可控的反射式超透镜。实验结果表明,当12 GHz的右旋圆偏振波入射时,该超透镜工作于短焦距的聚焦模式,其焦距为18.6 cm;但当同频率的左旋圆偏振波入射时,该超透镜的聚焦焦距较大,为38.9 cm,即,其可以工作于长焦距模式。该类超透镜有潜力应用于偏振依赖的成像、检测和显示等方面。（3）针对目前多功能超表面面临的功能单一、功能类似等不足,以及结构复杂、制作成本高的窘境,我们提出了一款基于偏振和波长可控的多功能超表面。相比于上述的偏振可控的超透镜,该多功能超表面可以依据电磁波偏振态的不同,既可以对y偏振波实现超透镜的功能,又可以对x偏振波实现SPP波的激发。所激发的SPP波还可以依据波长的不同而被控制在不同的界面传输。此外,为了集成更多的功能,我们又提出了一款偏振相关的不对称多功能超表面。研究结果表明,当x偏振波沿着正向入射时,它首先被转化为y偏振波,超表面可实现反射式分光的功能;反之,当x偏振波背向入射时会被转化y偏振波,此时超表面实现的是透射式分光的功能。当y偏振波正向入射时会被转化为x偏振波,超表面具有透射式分光的功能;而背向入射时则体现出反射式波束偏转的功能。（4）基于超表面的可调谐类电磁诱导透明（类EIT）效应在慢光、增强非线性效应、光存储等方面有着应用前景,但是以往报道的可调谐类EIT需要复杂的超表面结构或外部激励,并且其透明窗口数目也不能调控。对此,我们设计并制备了一种基于明-暗模式耦合的偏振可控的类EIT超表面。仿真和实验结果表明,通过改变入射波的偏振态,不仅类EIT透明窗口的强度和频率都可以被调控,而且其透明窗口数目也可以被调控。此外,我们对上述的偏振可控类EIT进行了拓宽,在光通信波段设计并制备了一款基于明-暗模式耦合、以及明-明模式耦合的偏振可控的类EIT超表面。实验结果表明,x偏振波激发的类EIT窗口峰值波长位于1462 nm;而y偏振波激发的类EIT窗口峰值波长位于1395 nm。该类EIT效应有潜力应用于双频滤波器、传感器以及光开关等器件中。