超表面是由人工设计的亚波长单元组成的。在过去的几十年里,超表面由于其操纵各种光波参数的能力和丰富的功能而引起了众多研究者的广泛关注。人们可以使用亚波长间隔和空间变化几何参数（例如,天线形状、尺寸、方向）的天线阵列,以形成空间变化的光学响应,从而实现光学波前的随意设计。通过将电磁参数可调谐材料加入超表面设计,人们可由外部控制实现器件功能可调,这为超表面领域的发展提供了全新的动力。本论文基于石墨烯和二氧化钒,提出了两种具有可调功能的光学器件:多波束可调偏转器和全空间偏转可调器,并从理论上分析了两种器件的性能。本文的研究内容如下:（1）提出一种用于多路通信的多波束可调偏转器。基于对位于介质（二氧化硅）/金属（金）衬底上的亚波长的石墨烯条带的调控,设计了一种可调谐的石墨烯超表面,用于太赫兹通信技术中的远场多波束控制和定向波束传输。结果表明,通过选择不同宽度的石墨烯带并调谐相应的外加电压,实现多波束偏转与定向。为了验证理论的可行性,本工作设计了三种远场光束控制装置:1.实现偏转角为-42°,13°和42°的三个波束的偏转;2.实现偏转角为42°和-42°的两个对称波束与-42°和13°两个非对称波束的偏转;3.实现偏转角为42°的单波束偏转。通过研究多光束偏转的近场分布和远场辐射模式,验证了超表面具有优异的波束偏转调控性能。（2）提出一种用于全空间通信的全空间偏转可调器件。基于相变材料二氧化钒（VO2）,通过改变施加在上面的温度,得以调控VO2的基本特性,实现该器件透射模式与反射模式的切换,从而实现全空间可调。当VO2为绝缘状态时,该器件可用作透射模式下的聚焦透镜,且聚焦效率高达65%,半高全宽值（Full-Wave Half-Maximum,FWHM）可达0.67λ;当VO2为金属状态时,器件用作反射模式下的半波片,在1.32μm宽频带范围内,超表面的偏振转换效率可达90%以上。