太赫兹(Terahertz，THz)波是指频率在0.1THz-10THz(1THz=1012Hz，波长介于30μm-3mm)范围内的电磁辐射，其波段位于毫米波与红外线之间，是宏观电磁理论向微观量子理论过渡的区域，有着重要的学术和应用研究价值。20世纪80年代以来，随着常规太赫兹源的成功研发，太赫兹科学技术获得迅速的发展。但到目前为止，能工作在太赫兹波段的器件仍比较缺乏，这对于太赫兹科学技术的发展带来了一定的困难。　　 Metamaterials(新型人工电磁媒质)是当前电磁学、物理学、光学、材料科学及交叉学科非常前沿和热门的研究领域之一，近年来引起了学术界广泛的关注。Metamaterials与传统媒质最本质的区别在于它利用人工设计的宏观尺寸单元代替了自然物质的微观尺寸单元(原子或分子)。因此，可以通过人为地设计谐振单元来控制Metamaterials的电磁属性，从而实现自然界不存在的特殊媒质，进而实现一批新型的微波、毫米波、THz波及光波器件和系统。由于Metamateriarials的发展以及自身结构的特殊性，这也为太赫兹器件的发展提供了一条有利的途径。　　 本论文主要分析了Metamaterials的电磁特性，并对Metamaterials的电磁谐振过程与等效电路分析法进行了详细的理论研究。同时，利用等效电路法设计出了可工作在太赫兹波段的ELC单元结构和ELC双谐振结构。通过对Metamaterials单元结构的研究分析，总结出了基本结构参量变化对谐振特性的影响规律。在此基础上，通过在单元结构中引入可调谐因素与外加激励的方式，分别设计出了三类谐振频率在1THz的Metamaterials动态器件，并通过材料替换来优化器件的效率。对各个器件性能进行了比较，并对动态器件的设计方法给出了总结。　　 本论文主要的研究内容和所得成果如下：　　 1.本文利用等效电路法对Metamaterials的特性进行了详细的研究与分析，给出了等效参数的计算方法，并通过数值仿真验证了等效电路法的可行性。　　 2.本文利用S参数法，通过数值仿真提取出了三类Metamaterials结构的等效本构参数，其仿真结果符合各类结构的电磁特点，也可对各结构的电磁仿真结果进行合理的解释与说明。　　 3.本文应用等效电路法设计出了太赫兹波段的ELC单元结构和ELC双谐振结构，并利用电磁仿真工具对设计的单元结构进行了数值模拟、结构优化与特性分析。在此基础上，总结出了基本结构参量变化对谐振特性的影响规律，该规律对于Metamaterials的结构设计有着较大的参考作用。　　 4.本文通过对Metamaterials结构引入可调谐因素的方式，分别设计出了谐振频率在1THz的幅度可调器件、频率红移器件与频率蓝移器件，并通过基底材料的改变实现了具有高调制效率的红移器件。同时利用电磁仿真工具对设计的器件进行了数值模拟和特性分析，并对各个器件性能进行了比较，对动态器件的设计方法给出了总结。