超材料的出现为电磁学领域的研究开辟了新的方向,人类自此有了能够对电磁波进行操控的新手段。作为一种人工材料,超材料拥有天然材料中没有的特殊电磁性质,有着重要的研究价值和广阔的应用前景,近十几年来成为专家学者们争相研究的对象。基于传输线理论的复合左右手超材料,在不同频率范围内能分别支持电磁波左手、右手传输模式,且具有较高的带宽和低损耗,早期被应用在许多新型微波器件（波导、射频器件）中。随后研究人员证明了传输线理论在频率更高的太赫兹和红外波段同样适用,一些基于该理论的光学器件相继被实现。到目前为止,大多数的复合左右手器件色散关系固定、不可调,尤其是在太赫兹和中红外波段,尚无色散可调的工作被报道。本文首次实现了红外波段色散关系可动态调谐的复合左右手超表面,该成果在红外扫描辐射、分子检测中具有应用前景。论文的主要研究工作及成果如下:首先,理论设计并提出一种集成有氧化钒的复合左右手超表面,该器件为金属-介质-金属三明治结构,底层为铜反射层,中间的介质为SiO₂和相变材料VO₂,顶层为“H”型阵列天线。利用电磁场仿真软件HFSS对该结构进行仿真,驱动求解模式的吸收谱表明,该结构具有复合左右手色散,且色散关系受VO₂的光学参数调控。其次,实验制备出了氧化钒复合左右手传输线样品,具体制备工艺流程包括电子束蒸发法制备铜基底、化学气相沉积法制备SiO₂薄膜、反应磁控溅射法制备VO₂薄膜、电子束光刻制造顶层阵列天线。其中,引入SiO₂缓冲层的作用是为了让VO₂不容易从铜衬底上脱落下来。最后,利用红外光谱技术实验测试了氧化钒复合左右手超表面样品,揭示了其模式调谐特性和规律。通过分析不同入射角的反射谱,本文确定了工作在23THz³2THz的复合左右手模式。由于两种模式的反射峰有重叠,本文采用两个Lorent线型函数拟合反射谱,提取出了左手模式和右手模式。为了验证色散关系的调控特性,本文测量了温度从室温到VO₂相变温度的反射谱,得到了不同温度的色散图,与理论预期相符合。用电路模型拟合结果也表明,传输线的电路参数受器件工作温度调控,解释了这种调控特性的物理机理。