目前三通带太赫兹滤波器存在通带带宽差异大的问题。为了提高太赫兹滤波器三通带的带宽均匀性，设计了一款基于频率选择表面的三通带太赫兹滤波器，其结构由三个嵌套式“十”字环金属贴片、“十”字金属贴片和聚酰亚胺衬底三层结构组成。当太赫兹波垂直入射到滤波器表面时，在0.1~0.862THz范围内形成三个滤波通带，各通带的峰值透射系数约为0.9，具有较好的通带性能，并且通带之间的传输零点的透射系数都在0.07以下，带外抑制良好。各通带的3dB带宽的最大通带比约为1.29，10dB带宽的最大通带比约为1.13，具有较好通带均匀性。三个工作通带的矩形系数均大于1.7，通带边沿陡峭，频率选择性良好。该滤波器具有透射系数高、带宽差异小、结构简单和易于加工等特点，其在太赫兹的多信道通信领域具有广阔的应用前景。

提出了一种基于超表面结构的反射式太赫兹双频带线极化转换器，采用典型“三明治”结构，上下两层为金属层，中间层为介质层，实现了线极化波由x极化波到y极化波的有效转换。研究结果表明，该极化转换器在0.611~0.713 THz和1.335~1.364 THz两个频带内极化转换率达到90%以上；在0.626~0.677 THz和1.340~1.360 THz两个频带内极化转换率接近100%，实现了完美的线极化转换。利用表面电流分布，详细阐明了其极化转换机制。基于干涉模型理论进一步计算得到的极化转换率与仿真值吻合。该极化转换器结构设计简单，便于加工，在太赫兹通信、成像和探测领域有着广泛的应用前景。

提出了一种小孔耦合型双通道太赫兹波导定向耦合器, 采用新颖的阶梯结构, 将两个单通道耦合器结合, 可在双通道内实现相同的耦合输出。研究结果表明, 在180~260GHz的频率范围内, 该耦合器的耦合度为10dB, 输出最大误差小于1.6dB, 回波损耗大于25dB, 隔离度大于35dB, 相对带宽达到36%。与传统的太赫兹波导定向耦合器相比, 该耦合器能够实现双通道的耦合输出, 在太赫兹系统中可用于双通道的功率检测、功率合成与分配。

提出了一种偏振可调的太赫兹光电导天线, 其结构由四个弧形金属电极、低温砷化镓衬底和氮化硅抗反射涂层构成。通过对光电导天线的工作原理分析, 可以发现弧形金属电极结构决定天线的辐射偏振, 且衬底的载流子迁移率、载流子寿命和衬底材料对激光的吸收直接影响天线的辐射特性。利用COMSOL软件对该光电导天线进行建模仿真, 其结果表明该光电导天线可以在45°方向倍增地辐射线偏振太赫兹波, 且辐射强度相较于常规光电导天线提高了30%, 辐射带宽高达10THz。所设计太赫兹光电导天线具有偏振可调、结构简单和易于加工等特点, 在太赫兹光谱检测领域具有广阔的应用前景。

设计了一款可用于检测材料折射率及厚度的双开口环型太赫兹超材料传感器, 其结构由双开口方环与圆环嵌套的超材料结构和聚酰亚胺衬底两部分构成。当太赫兹波垂直入射超材料表面时, 该传感器结构在0.8~1.8THz范围内形成三个高Q值谐振峰（中心频率分别为f1, f2和f3）。通过探讨超材料结构表面电流分布与三个谐振峰形成的关系, 观察到超材料结构对入射太赫兹波的不同响应特性导致产生不同的表面电流分布。此外, 还对该传感器在折射率传感和厚度传感方面的应用进行了探究。在待测物厚度一定的情况下, 该传感器在谐振频率f1, f2和f3处的传感灵敏度分别可达170, 103和119GHz/RIU, 均具有优越的传感特性, 可利用其多谐振峰进行高灵敏度折射率传感。这种高灵敏度的多谐振峰折射率传感器可以检测到待测分析物的微小变化, 在生物化学检测领域具有广阔的应用前景。

提出了一款基于超材料的太赫兹幅度调制器,其结构由开口“弓”形超材料结构、高电子迁移率晶体管、斜十字馈线和碳化硅衬底四部分构成。“弓”形超材料结构开口处的连通和断开两种状态将对通过该结构的太赫兹波产生不同的响应。在开口处添加高电子迁移率晶体管可模拟开口连通和断开的效果。当对晶体管上的栅极不施加偏压时,超材料结构开口相当于导通,对太赫兹波透射系数高; 当对晶体管上的栅极施加偏压时,超材料结构开口相当于断开,对太赫兹波透射系数低。仿真结果表明,在0.22THz处,对晶体管栅极不施加偏压时,调制器的透射系数为0.579; 对晶体管栅极施加偏压时,调制器的透射系数为0.040。通过公式计算得到其调制深度为93%,而且对x和y极化入射波具有不敏感的特性。同时,通过分析0.22THz处的电场分布和表面电流分布研究了该太赫兹调制器的工作原理。所设计的太赫兹调制器具有调制深度高、结构简单和易于加工等特点,在太赫兹通信领域具有广阔的应用前景。

本文提出了一种基于超材料的太赫兹分波器，其结构单元由上下两层“一”字型金属线以及中间的石英介质构成。此分波器工作在太赫兹通信窗口，将中心频率为 0.225 THz和 0.300 THz的两束太赫兹波分离，其隔离度分别为 34 dB、47 dB，插入损耗分别为 0.19 dB、0.04 dB，分波器的群延迟稳定。另外，也对分波器的等效参数以及结构参数变化进行了仿真分析。结果表明，所设计的太赫兹分波器具有插入损耗小、隔离度大、群延迟稳定等特点，且性能指标受参数变化的影响较小，在太赫兹通信系统中具有较好的应用前景。

提出了一种基于金属环结构的太赫兹超窄带吸收器, 其结构单元为典型的金属-介质-金属结构, 顶层金属图案由封闭金属环和四开口金属环组成, 底层为连续金属板。对该吸收器的窄带吸收原理和吸收峰频率处吸收器结构的表面电流分布进行了研究。结果表明：该吸收器在1.7682THz处存在狭窄的吸收峰, 吸收率为99.8%, 相对于该谐振频率的半高全宽为0.51%, 而且对x和y极化入射波具有极化不敏感。该吸收器具有结构简单、易于加工的优点, 在生物传感、窄带热辐射和光电探测等领域有着重要的潜在应用价值。

提出一款双层双L形太赫兹非对称传输器件, 其结构单元由典型的金属-介质-金属结构组成, 顶层为轴对称的双L形金属层, 底层为中心对称的双L形金属层。在1.174~1.420THz范围内, 当x极化波正向垂直入射时, 该器件的非对称传输参数大于0.6, 其中在1.207~1.377THz范围内非对称传输参数大于0.8, 在1.334THz时非对称传输参数达到峰值0.859。最后, 讨论了材料的选择和入射角度对器件非对称传输性能的影响。该非对称传输器件具有频带宽、非对称传输明显等特点, 可用于太赫兹二极管、太赫兹开关等功能器件。