随着太赫兹科学技术的迅猛发展，太赫兹波导的研究越来越受到人们的关注。太赫兹波导是太赫兹系统中的关键器件，对于系统的小型化以及提高系统传输性能、系统灵活性和稳定性必不可少。镀膜空芯波导通过在毛细管内部镀金属膜或介质/金属膜获得，是一种有广阔发展前景的太赫兹波导。本文研究太赫兹镀膜空芯波导的理论与制备。理论分析镀膜空芯波导在太赫兹波段的传输特性，研究波导结构参数以及材料参数对传输特性的影响，从而提出波导的优化设计理论。实验研究波导的制备，并对波导的传输特性进行实验表征。具体研究内容及结果如下:　　1.利用径向传输线模型和有限元方法，研究镀膜空芯波导在太赫兹波段的传输特性，包括传输模式、模场分布、损耗特性、有效折射率、群速色散和耦合效率。揭示了镀膜空芯波导对于传输能量的高束缚率，能量在空气纤芯中的高束缚率一方面有效降低了传输损耗，另一方面使得波导具有很强的抗外界干扰能力。通过比较金属空芯波导和介质/金属空芯波导的传输特性，发现在金属膜上镀介质膜可以明显改善空芯波导传输特性。　　2.详尽分析了金属膜折射率、介质膜折射牢和介质膜吸收对镀膜空芯波导传输特性的影响。介质材料吸收是太赫兹波导研究中广泛关注的问题之一。利用径向传输线模型，分析了介质材料吸收对空芯波导传输特性的影响，提出吸收介质膜/金属空芯波导的优化设计理论。研究结果表明，相比于无吸收的理想介质，吸收介质的最优膜厚变小，最优折射率变大。综合考虑了波导内直径、介质膜折射率和传输波长等因素，分析了介质膜的材料吸收容限。分析结果表明，吸收容限随波导内直径减小或传输波长增大而减小。当波导内直径和传输波长比值较小时，吸收容限可能不存在。　　3.基于椭圆镀膜空芯波导结构研究高双折射太赫兹保偏波导，克服目前太赫兹保偏波导普遍存在的传输损耗大和能量束缚弱的问题。详尽分析了椭圆金属空芯波导的模式结构、截止波长、耦合系数、传输损耗、模式双折射等参数。分析表明椭圆镀银空芯波导主要支持TE11X模式的传输。讨论波导结构参数和传输损耗以及双折射之间的关系，在此基础上建立波导的结构优化设计理论。研究结果表明，椭圆度在2～4范围是较好的选择。研究并建立椭圆金属空芯波导的制备方法。通过挤压圆形PC基管，利用银镜反应方法在其内壁镀银膜，获得椭圆镀银空芯波导。实验测试波导的保偏性能和传输损耗等特性。实验结果表明波导在传输中能很好地保持线偏振光的偏振态。测得长轴半径2.42 mm，短轴半径1.18 mm的波导，在0.65 THz处的传输损耗为0.79 dB/m。仿真表明该波导在0.3-1.5 THz频段的模式双折射在10-3-10-2数量级。实验证实椭圆度越大的波导双折射越高，然而传输损耗和耦合损耗也越大。波导弯曲对保偏性能几乎没有影响，弯曲损耗近似正比于曲率半径1/R。结合实验结果，分析波导结构缺陷对传输特性的影响。实验和仿真结果表明跑道形缺陷对传输损耗和双折射没有明显影响。而半圆形缺陷引起传输损耗的增加。另外截面为半圆形的波导具有旋转偏振方向的特性。　　4.为了进一步提高椭圆镀膜空芯波导的传输特性，研究椭圆介质/金属高双折射空芯波导。分析椭圆金属空芯波导的模式结构、截止波长、耦合系数、传输损耗、模式双折射等参数。分析表明椭圆介质/金属空芯波导主要支持HE11X模式的传输。通过研究波导结构参数对传输特性的影响，提出椭圆介质/金属空芯波导的结构优化理论。结构优化研究表明，对于双折射和损耗，椭圆度在3左右是比较理想的选择。双折射和损耗都和（√ab）-3成正比，在选择波导孔径尺寸的时候，要权衡损耗和双折射这两个因素。提出基管外镀金属膜和基管内镀金属膜两种波导制备方法，利用液相镀膜法和银镜反应法制备得到椭圆COP/Ag空芯波导。提出非均匀介质膜空芯波导结构，并设计了相应的工艺制备方法。通过非均匀膜获得较大的介质膜厚并且增加两个偏振的传输损耗差。初步研究了非均匀介质膜/金属空芯波导的损耗和双折射。计算表明，该波导可以获得10-2数量级的模式双折射。对多层膜椭圆介质/金属空芯波导进行了初步研究。理论上，多层膜结构是获得低损耗、高双折射波导的有效途径。然而介质材料的吸收使得多层膜结构的实际应用面临挑战。　　5.利用有限元法，分析了亚波长孔径介质/金属空芯波导在太赫兹波段的传输特性，并提出与大孔径波导不同的优化设计理论。该波导的主要优点是对波的束缚能量强。波导具有稳定的传输特性和较低传输损耗。亚波长空芯波导的最优介质膜厚和空芯孔径有关，孔径越大，最优介质膜厚越小。最优介质折射率也和空芯孔径有关，孔径越大，最优介质折射率越大。　　综上所述，镀膜空芯波导通过内膜的高反射率，将太赫兹波束缚在空气纤芯中传输，传输损耗低，色散小，和波源的耦合效率高，波导柔韧性好。这些特性使得镀膜空芯波导在THz成像、检测方面具有广泛的应用前景。