电磁超材料的提出引领太赫兹波功能器件的发展向前迈进了一大步,由于这类人工复合结构具有天然材料所不具备的超常电磁性质,它们的有效介电常数和磁导率可以通过材料在关键物理尺寸上的结构有序设计来进行调控,所以它们往往被利用来实现对电磁波性能的任意“剪裁”。然而由于传统的太赫兹波功能器件大多采用金属谐振环式的电磁超材料结构,鉴于金属谐振环只能在谐振频率产生特定的介电常数或磁导率,从而实现特定功能,这也就大大限制了太赫兹波功能器件的工作带宽。本文就两种具体的太赫兹器件:太赫兹龙伯透镜以及太赫兹吸收器,结合具体的理论来拓宽它们的工作频宽,并通过仿真或实验的手段来验证我们的设计。我们首先利用变换光学理论提出使用渐变折射率材料来实现龙伯透镜功能,然而由于现实并不存在折射率梯度变化的材料,我们通过等效介质理论设计了一种亚波长结构,通过改变亚波长结构中空气孔的孔径,就能实现折射率的梯度变化,我们通过排列周期性孔径渐变的亚波长结构从而实现宽频龙伯透镜的功能,我们还对这种设计进行了理论仿真,仿真结果表明该太赫兹龙伯透镜的工作频宽达1.25THz。此外我们还根据光栅的衍射特性设计了一种太赫兹宽频吸收器,不同于基于电磁超材料的太赫兹宽频吸收器只能通过多层谐振环的堆叠来实现较宽频吸收的特性,我们所设计的宽频太赫兹吸收器结构简单,加工方便,且能够实现更宽频的高效吸收,光栅层在低频时起到增透减反膜的功能,而在高频则通过衍射使器件达到阻抗匹配条件从而实现反射率的降低,吸收率的提高。我们使用传统半导体工艺对此吸收器进行加工,并利用太赫兹时域波谱系统对此吸收器的吸收特性进行评估,实验证明该吸收器具有广角,偏振无关等特性,且能在0.9THz-2.1THz范围内实现对能量高于95%的吸收。我们在此基础上还提出了两种改进方法,改变光栅结构或引入衬底干涉来使更多吸收峰加入到吸收谱中,从而生成更宽的吸收谱。综上,本文一共罗列了两种太赫兹波宽频功能器件,它们都具有很大的应用前景,对这些器件的研究与设计对以后设计类似器件有着极重要的参考价值。