石墨烯表面等离激元(SPP)具有很强的表面束缚特性,在太赫兹和中红外波段(MIR)损耗控制以及电调谐等方面同贵金属相比具有很大优势。结合二维光子晶体的周期结构,可以设计出许多新颖的渐变折射率器件和电重构器件。本文主要研究了太赫兹石墨烯SPP的传输特性,提出了一种点密度渲染(DDR)偏置结构,在此基础上设计了一系列太赫兹波段的二维(准)光子晶体器件。1)提出了一种新型的点密度渲染偏置结构。在石墨烯SPP器件的已有研究中,偏置电极结构对石墨烯SPP传输引入的误差较少被关注。本文讨论了由石墨烯偏置结构带来的偏置图样变形问题,即“软边界”效应。为此,本文提出了一种新型的点密度渲染结构,该结构使用高折射率的点在低折射率区域中的密度渐变来模拟渐变折射率,从而有效克服“软边界”效应,同时增加了设计的灵活度,降低了加工精度要求,提升了石墨烯SPP器件的性能。2)提出了一种新型的基于DDR结构的慢光波导。本文比较了不同晶格之间的慢光特性,最终选取45°晶格构建线缺陷慢光波导,并讨论石墨烯材料色散对慢光特性的影响。通过优化结构参数,在单模条件下找到了第一禁带内的最大归一化延迟带宽积(NDBP)结构。同时,本文研究了石墨烯SPP慢光波导的电调谐特性,并讨论了该慢光波导作为光缓存器件的优势。3)提出了一种基于DDR结构的波分复用器。本文通过研究石墨烯SPP光子晶体波导耦合结构的频率响应,分析了该结构的波分复用数目上限,并结合传输损耗的情况,设计了四频率波分复用器。相比于传统的波分复用器,该结构具有尺寸小、集成度高以及连续的电调谐特性。4)研究了基于DDR结构的渐变折射率器件。本文通过研究石墨烯在高损耗状态下对SPP波的吸收特性,提出了一种基于DDR渐变折射率结构的太赫兹波段电磁篱笆,可以实现对石墨烯SPP器件的宽带隔离。同时本文也研究了 DDR结构中点密度对SPP传输特性的影响,并总结了 DDR结构的点密度设计准则,在此基础上设计实现了龙伯透镜和麦克斯韦透镜。