太赫兹滤波器在通信、传感、成像等领域有着广泛的应用。提出了一个基于半导体材料砷化镓的周期性微结构可调谐太赫兹滤波器,并对半导体材料的电介质特性以及微结构的太赫兹滤波特性进行模拟研究。提出了基于光栅结构的太赫兹滤波器,用CST软件时域有限差分法(FDTD)进行模拟仿真,0.1~5.0 THz频段的太赫兹波垂直入射光栅表面,在225~325 K范围内可获得工作频率为0.35~1.51 THz,1.16 THz的滤波带宽,同时保持透过率在85%以上,这对太赫兹滤波器的滤波带宽和透过率的提升具有重大意义。

高性能的太赫兹器件在控制太赫兹波方面起到重要的作用，因此寻求一种简单有效的太赫兹器件加工方案非常必要。本文以太赫兹波导和太赫兹滤波器为例，分别选用Kagome型光子晶体结构的波导和一维光子晶体结构的滤波器，运用商用的3D打印机加工样品，并采用透射式太赫兹时域光谱系统对样品的参数进行测量。实验结果表明: 加工的波导在02~10 THz范围内传输损耗平均值约为002 cm-1，最小值可达到0002 cm-1，且可运用机械拼接的方式将多个波导进行简单的连接从而获得更长的波导而不引起严重的损耗; 滤波器的透射谱在01~05 THz之间有两个明显高损耗带; 这两组实验结果均与理论预计非常接近。本文运用太赫兹波导和滤波器的实例证实了3D打印技术加工太赫兹器件的可行性，将会成为获取性能可控、价格低廉的太赫兹器件的有效途径。

基于不同大小形状的谐振环对电磁场不同响应的原理, 设计了一种由6个嵌套式的方形封闭谐振环结构(CRR)组成的多频带太赫兹滤波器。通过利用时域有限差分法(FDTD)对该滤波器的透射特性进行研究, 结果表明: 当电磁波正入射或斜入射到谐振环所在平面时, 能够出现六频带的滤波性, 并且其透射系数对入射角度的变化并不敏感。该设计增加了滤波频带的个数, 提高了滤波器对频率的敏感度, 为多频带传感器、太赫兹通信技术等领域提供了理论方法。

文章提出一种新型光子晶体环形腔THz波滤波器, 在该滤波器的光子晶体环形腔内部引入一个正方形介质柱, 四周各引入一个散射介质柱, 基底材料采用折射率n=3.4的硅, 晶格常数A为30 μm。应用基于FDTD(时域有限差分法)的Rsoft软件进行仿真分析, 结果表明, 当介质柱半径为5.157 5 μm, 内部正方形介质柱边长为92 μm且其旋转角为6°, 散射介质柱半径为5 μm时, 94.053 μm波长的透射率为0.985 56。

在半导体微纳工艺基础上研究了基于镜像非对称结构超材料太赫兹(THz)滤波器的性能。通过时域有限差分理论，模拟分析了滤波器工作频率下太赫兹电场强度和电流密度在微结构的分布，并阐述了微结构太赫兹波电磁共振的机理。基于太赫兹滤波器电磁损耗机制和微纳加工工艺条件，设计并优化器件开口环结构，使相邻开口环中产生电磁场的干涉相消，减少太赫兹辐射损耗，提高品质因子Q 值。采用太赫兹时域光谱(THz-TDS)系统测试了滤波器的太赫兹透射特性，实验结果表明，在工作频率0.923 THz 下，镜像非对称结构的平面太赫兹滤波器品质因子达到12.5。同时，研究了太赫兹电场方向对滤波器性能的影响。高Q 太赫兹滤波器的研制为制备高速太赫兹电调制器等太赫兹器件提供了重要的实验依据。

使用太赫兹时域光谱系统(THz-TDS)对基于超常光学透射现象的铝质亚波长圆孔阵列和牛眼结构进行了实验研究。实验中,使用包含0.1～2.7 THz的入射脉冲,观察到了明显的滤波效应,且滤波峰的中心频率恰好为两种结构所设计的0.53 THz。太赫兹波的高频部分,尤其是高于1 THz的部分发生了急剧地衰减。随着大样品中圆孔数量的增加,由于更加明显的周期性,滤波峰的中心漂移到0.26 THz。使用表面等离子体激元(SPPs)的相关理论以及运用有限元算法(FEM)对实验中观察到的超常光学透射现象和滤波效应进行模拟和分析，模拟的结果与实验数据吻合得非常好。

为了研究双面周期开槽型太赫兹滤波器的传输性能，采用有限元法进行了理论仿真分析。由分析结果可知，其滤波性能随滤波器结构参量变化出现规律性变化。透射峰位置随着周期、缝宽和槽深的增加线性红移，随着槽宽的增加先蓝移后红移；透射率随结构参量周期、缝宽、槽宽和槽深的增加都先增后降，出现超过0.95的极大值； 3dB通频带宽度随着缝宽和槽深的增加而增加，随着槽宽和周期的增加变窄。结果表明，相对于常用的光学滤波器，该器件具有高选择性、高中心透射率等特点。

太赫兹技术在生物、**以及基础研究等方面有重要的应用,要实现对太赫兹波技术的实际有效的应用,与之相关的太赫兹传导、滤波器件等功能器件至关重要。目前太赫兹滤波器结构主要基于二维光子晶体、超颖材料、表面等离子体等结构。就太赫兹滤波器的研究进展进行了总结,并对其今后的研究发展方向进行了分析。