近二十年,超材料(Metamaterials)相关研究经历了长足的发展,特别是微波和太赫兹(Terahertz)波段超材料器件涌现出大量的研究成果。随着相关微纳米加工工艺的进步,太赫兹波段超材料的设计加工难度降低,基于超材料的太赫兹器件渐渐成熟。而太赫兹科学与技术经过十几年的发展,也不再被称为“Terahertz gap”。因太赫兹的光子能量低以及对生物大分子的指纹特性,太赫兹在物理、生物、医学等方面有很多应用。因太赫兹波段的频率更高,带宽更大、方向性更好而成为通信领域的研究重点。超材料作为一种新颖、强而有力的电磁波调控手段,基于超材料的器件无疑是太赫兹波调控的绝佳解决方案。本文以超材料为基础,对太赫兹波主动调控器件开展了研究,特别是多编码位的编码器,具体研究内容如下:设计了一种基于石墨烯复合超材料的太赫兹多比特编码器,实现了0.20THz和0.33THz两个频带的独立开关控制,开关比达到了79.6%。设计了一种基于二维电子气复合超材料的双频带幅值键控编码器,实现了0.43THz和0.81THz两频带的独立开关控制,调制的开关比分别达到了96%和86%。对编码器的工作原理、谐振模式进行了研究,详细的给出了器件的各项指标和各编码状态的定义,对编码器不同编码状态的表面电流进行了分析,得出了编码器的各个编码下的透射幅值变化的原因。设计了一种基于半导体-金属复合超材料的多带通可控的滤波器,通过波长小于800nm激光照射控制,可在两个较低的通频带和一个较高的通频带之间切换,3个通频带的中心频率为0.22THz、0.59THz和0.89THz,三个通频带的最大透过率分别达到76%、75.4%和66.3%。对基于该滤波器原理的编码器进行了初步研究。可进一步开展编码器相关的工作。提出一种基于晶格模控制的太赫兹调控方案。通过实验和仿真对周期为125、145、165、185、2058)的样品进行了实验和仿真,使用3D打印的样品旋转架对周期为1458)的样品进行了0°、30°、60°入射角度的透射测试,该工作为编码器的设计提供了幅值控制的基础。