提出了一种基于二氧化钒-狄拉克半金属混合超材料的单/双波段可切换太赫兹吸波器设计。利用二氧化钒的可逆相变特性来实现单/双波段功能之间的切换，当二氧化钒处于绝缘态时，通过改变狄拉克半金属的费米能级能量，可实现吸收峰值大小和位置的调控。数值仿真表明：当二氧化钒处于绝缘态且狄拉克半金属的费米能级能量设定为160 meV时，吸波器可以在0.97 THz和3.152 THz处出现两个吸收峰，吸收率分别为99.3%和99.7%，均超过了99%，说明在这两个谐振频率点处实现了几乎完美的吸收。而当二氧化钒变为金属态且狄拉克半金属的费米能级能量为160 meV时，吸波器在4.246 THz处出现一个吸收峰，吸收峰值超过98%。实际上，由于狄拉克半金属的存在，吸收率会受到费米能级能量的影响，仿真结果发现：当VO₂处于绝缘态时，狄拉克半金属费米能级能量对吸收峰值和谐振频率点有较大的影响；然而，当 VO₂处于金属态时，狄拉克半金属的费米能级能量几乎不会改变吸收峰值和谐振频率。为了验证吸波器的吸波机理，引入阻抗匹配理论对吸波器进行分析。所提出的可切换超材料吸波器可以广泛地应用于成像等领域。

提出了一种基于石墨烯-金属混合的超表面，该超表面可以通过调节石墨烯的费米能级实现在四分之一波片和二分之一波片之间的自由切换。数值仿真结果表明：当石墨烯的费米能级为0 eV时，所提出的超表面可以在1.465～3.44 THz的频率范围内实现线性极化波到右旋圆极化波的转换，相对带宽为96.5%，绝对带宽为1.975 THz。当石墨烯的费米能级等于1 eV时，超表面变为宽带交叉偏振转换器，即二分之一波片，可以在1.173～3.44 THz的频率范围内实现偏振转换率大于80%，相对带宽为98.7%，绝对带宽为2.267 THz。此外，所提出的宽带可切换超表面对入射角的稳定性较强。因此可以在传感、成像等领域有很好的应用前景。

提出一种基于镂空蝶形石墨烯的正交偏振转换器。由于石墨烯可以支持表面等离子激元，从而在蝶形的边缘激发连续的等离子体共振。该偏振转换器可以利用较为简单的结构来实现高效宽带的偏振转换性能。数值仿真表明，当石墨烯的费米能级和弛豫时间为0.4 eV和1.0 ps时，偏振转换器可以在0.947~1.452 THz的频率范围内实现偏振转换率大于90%，相对带宽为42.1%，中心频率为1.2 THz。此外，所提出的偏振转换器对入射太赫兹波的入射角表现出较强的鲁棒性，当入射角增加至40°时，偏振转换率在较宽的频率范围内能维持在80%以上。偏振转换器的高效工作频带和偏振转换率的大小还可以通过调节石墨烯的费米能级和弛豫时间来改变，该设计方法可在光子学领域具有巨大的应用潜力。

在硅平面上设计了一种基于二氧化钒（VO2）超材料的可调谐太赫兹（THz）宽带吸收器，该吸收器由VO2谐振层和被SiO2介质隔开的金属反射层组成。数值仿真结果表明，具有高电导率（30000 S/m）的VO2表现为金属相，其吸收率大于90%时吸收带宽达到了2 THz，并且分别在4.5 THz和5.8 THz处实现了吸收率为99.3%和99.6%的完美吸收。具有低电导率（100 S/m）的VO2则表现为绝缘相，其在相应的宽频吸收带内的峰值吸收率仅为8%。因此，通过改变吸收器结构中VO2材料的电导率，可以实现宽频带内吸收率的动态调谐以及吸收和反射功能的切换。此外，由于结构的对称性，所提出的吸收器在垂直入射条件下具有偏振不敏感特性，并且在大入射角度范围内保持着良好的吸收性能。