太赫兹辐射(THz)通常是指频率在0.1~10THz(1THz=1012Hz,波长在30um~3mm)之间的电磁波,其在电磁波谱的位置位于微波与红外光之间,属于远红外波段。长期以来,由于缺乏有效的THz辐射产生和检测方法,人们对于该波段电磁辐射性质了解非常有限。该波段也是电磁波谱中有待进行全面研究的最后一个频率范围。近几十年来,随着超快激光技术的迅速发展,为THz脉冲的产生提供了稳定、可靠的激发光源,使得THz辐射的产生机理、检测技术和应用技术得到了蓬勃发展。本论文利用本课题组在材料方面的优势以及利用本校物理电子学院太赫兹研究中心的太赫兹时域光谱测试系统,对材料在太赫兹波段参数的提取,太赫兹波段光子晶体的计算以及太赫兹波段异向介质的仿真设计做了大量的研究工作。首先我们主要围绕着太赫兹波段测试方法及材料光学参数的提取问题进行研究。研究工作主要包括:(1)系统结介绍了太赫兹时域光谱测试系统光路及测试方法。(2)T.D.Domey和LDuvillaret等人[30-32]太赫兹波段数据处理模型的基础上分析透射型THz光谱,从而提取材料学常数的原理及方法。并用Matlab自编译程序处理测试数据,同时我们改进了提取材料在太赫兹波段参数的方法,使参数可靠性进一步提高。而且我们通过实际测试实验,并总结了实验过程中注意的问题。(3)我们对多种材料进行测试分析得到其在太赫兹波段的光学常数同时验证了数据处理方法的正确性。其次我们从理论和实验结合研究了太赫兹波段光子晶体带隙结构(Photonic Bandgap,简称PBG)。(1)我们用平面波展开法对二维正方晶格和三角晶格光子晶体的带隙结构进行了计算,得到了两种光子晶体在太赫兹波段的带隙结构随着填充比变化的规律,且讨论了两种光子晶体带隙结构差异的原因。(2)由于国内很少实际加工太赫兹波段光子晶体,因此我们设计了立方晶格光子晶体的光刻掩膜板,然后进行光刻实验得到二维光子晶体,并进行测试分析。最后,针对应用于太赫兹滤波器和调制器的基于SRR结构的异向介质展开研究。利用仿真软件,在结合场分析,详尽分析了SRR结构中四个重要结构参数在传输线模型中的作用和最终对透射率的影响。然后选择了两种典型的SRR结构(方形SRR和圆形SRR)进行了实验验证,得出结论:实验与仿真得到的透射率在LC共振峰处吻合较好,但由于实验时引入的误差,使得Dipole共振峰处的偏差较大,这对我们下一步进行太赫兹波段器件的制作有重要的指导意义。