超表面是一种人工二维周期结构,具有超越自然界材料的性质,可以实现自然界材料不具备的功能。近年来,太赫兹科学技术发展迅速。然而相对而言,其相关的光学功能器件研究仍然显得有些滞后,极大限制了太赫兹科学技术的持续性发展。因此,寻求一种集成化、低成本、易于调控的太赫兹器件制备方案显得极为重要。超表面厚度小、体积小、易于调控等优良特性恰好可以满足以上条件。本文从超表面天线的设计、仿真、样品制备和实验测试方面对太赫兹光学功能器件进行探索研究。本文主要工作如下:(1)探索了反射式超表面太赫兹波片的偏振特性。在仿真上,设计不同功能的波片阵列,分别模拟了阵列的异常反射偏振变化的效果,在实验上,利用光刻和电子束蒸发微纳工艺制作超表面样品,搭建光学系统测量并验证了仿真结果。实验结果表明,这种基于超表面波片的方案在太赫兹应用中是可行的。(2)利用超表面天线单元设计制作产生太赫兹涡旋光束的相位板。首先,利用FDTD Solution仿真软件验证了超表面天线的异常折射现象,结果与广义斯涅耳定理完全一致,并根据仿真结果设计了不同的拓扑荷的涡旋相位板;然后,使用光刻与电子束蒸发制作透镜超表面样品;最后,搭建光学系统测量并验证了仿真结果。(3)设计具有聚焦效果的太赫兹超表面透镜。利用FDTD Solution模拟仿真了其在太赫兹频段的数值孔径等光学特性,对不同情况下的仿真结果现象进行分析和解释。在太赫兹波段,超表面聚焦透镜的适用波长范围可以达到2.7mm-3mm,这也证明了超表面结构具有良好的宽频特性。总的来说,本文利用超表面制作超表面太赫兹波片、涡旋相位板和聚焦透镜的方法为完善太赫兹技术提供了新的思路和方向。