THz波波段位于微波与远红外之间,由于其自身独特性质,已成为未来雷达、无线通信等信息系统的重要发展方向,国内外各大学及研究机构正在对太赫兹方面的研究投入更多的精力,其在近场成像、物质检测和高数据量通信等方面已经展现出巨大应用潜力。由于在THz波段缺乏高效率高功率频率源,探测器灵敏度较低,无源传输器件损耗较大,这限制了太赫兹波技术的广泛应用。因此研发生产高性能太赫兹器件显得极为迫切。在无线系统中,发射机一般工作于超高功率,而接收机则工作于超低功率,当收发信息采用共用天线时,为保证发射机功率不进入接收机使接收机烧毁,进而提高接收信号信噪比和接收机动态范围,使用双工器是系统设计的唯一选择。针对于太赫兹频段电磁波,波长进入毫米、亚毫米范围,受加工工艺和材料的限制,传统方法制作的双工器损耗较大、成本较高。本文以340GHz大气窗口频率为工作中心频率,以准光学方法设计了工作带宽大于25GHz的准光型宽带双工器,并对其基本原理和结构组成进行了阐述。本论文的主要工作如下:1、首次以柔性薄膜为基底,使用光刻工艺加工了直径为100mm工作在太赫兹波段超大超薄的金属线栅型极化隔离器。金属线栅宽度仅为10μm,该极化隔离器基底厚度为10μm,仿真显示该极化隔离器在200-400GHz内对极化方向垂直于金属线栅方向的电磁波传输损耗皆小于0.1d B,对极化方向平行于金属线栅方向的电磁波隔离度皆大于35d B。为宽带工作器件。2、设计了一种工作在340GHz的透射型极化变换器,该极化变换器为一种传输线型超材料,为双层周期金属结构。并首次以传输线原理结合史密斯圆图说明了双层金属图案之间厚度的变化是如何影响极化变换器的传输损耗和相位特性的。首次提出了多层相位调制型超材料的相位调制公式。并从光学角度分析了双层结构对准误差对设计的极化变换器性能的影响。仿真表明设计的极化变换器在325-350GHz频段内两正交极化电场传输损耗皆小于2d B,相位差在80°-100°,计算的出射波轴比小于3d B。3、提出将传统反射型极化变换器表层金属线栅开口截断和增加金属线栅宽度的方法,引进极化变换器表层金属图案对两极化方向相互正交电磁场的等效电容电感,使得对不同极化方向入射的电磁波进行相位调制来拓展工作带宽。仿真结果表明该极化变换器工作在500GHz频段时,作为中间介质基底的聚酰亚胺厚度为34μm。当轴比小于3d B时,反射圆极化波带宽约为140GHz。4、提出在超薄柔性薄膜上进行光刻加工的方法来提高太赫兹器件的加工精度并减小基底材料带来的传输损耗。探索了以固态成型薄膜进行光刻加工和以液态聚酰亚胺薄膜进行加工的流程。加工过程及显微镜下的影像表明虽然采用液态聚酰亚胺溶液自制薄膜会增加加工时间,但是这一流程加工出来器件金属图案保存更加完整,加工完的膜片表面平整度更好,且对一定误差范围内的介质基底厚度都具有良好地适应性。5、设计了一款真空吸附对准组装系统。针对极化变换器双层膜片的精准对准组装要求设计了一套对准组装系统。该系统通过严格控制两层膜片的初始位置,严格控制两层膜片的运动轨迹来达到减小极化变换器双层周期金属图案的对准误差。本文在上述基础上组装了一套340GHz准光学宽带双工器,经过测试表明,器件在325-350GHz频段内传输损耗<3d B,隔离度>42d B,出射波的圆极化特性较好,加工工艺成熟。