自太赫兹时域光谱技术发明以来,太赫兹技术逐步成为科学、经济和国家安全等领域最有应用前景和研究价值的研究方向之一。然而,目前太赫兹技术发展仍然受到功能器件匮乏的制约,且器件尺寸都较大,存在相位失配、自由空间光路占空间大等问题。等离激元利用电磁波和导体中电子的相互作用,能够把电磁场束缚在亚波长尺度,为在亚波长尺度控制电磁波提供新方法。发展基于表面等离激元链路的太赫兹片上系统,被认为是太赫兹小巧化、紧凑化和多功能化的一个重要途径。为了构建下一代新型信息通讯载体,实现太赫兹信号的片上传输、开关、分束、调谐、滤波、耦合等功能以及这些器件高度集成的回路,需要各种新型的功能器件。因此,本论文基于表面等离激元太赫兹波导,设计并实现了一系列太赫兹片上功能器件,具体工作如下。（1）太赫兹表面等离激元弯曲波导器件。利用基于周期性金属矩形柱的赝表面等离激元波导设计并实现了一系列不同半径的90度弯曲表面等离激元波导器件,并讨论了其透射率和弯曲损耗随曲率半径的变化。实验测得的半径为2300μm的弯曲波导在0.56 THz处的弯曲损耗为1.55 d B,随着半径的减小,弯曲损耗逐渐增大,半径为200μm的弯曲波导在0.56 THz处的弯曲损耗为6.45 d B。基于此结构设计并实现了换向器用于表面波的传输。利用太赫兹近场扫描系统对样品进行实验表征。此外,推导并验证了弯曲波导与直波导、弯曲波导与弯曲波导之间的耦合方程,有助于优化两波导的间距和半径从而控制波导的输出功率比。（2）太赫兹表面等离激元波导高性能紧凑交叉单元。从理论和实验两方面论证了一种新型表面等离激元器件,它可以有效抑制波导交叉引起的模式辐射和串扰。该结构所占区域面积为0.2×××0.2 mm~2（×0.55 THz时约为0.13λ~2）,不需要额外的材料和加工工艺,可以与波导同时制作。实验结果表明,对于单个交叉结构,0.55 THz处交叉波导损耗低至0.89 d B,串扰小于-19.06 d B。频率在0.62 THz以下时,传输损耗优于0.8 d B,并且在整个表面等离激元传输范围内串扰小于-15d B。最小损耗0.15 d B和最小交叉串扰-29.26 d B分别在0.61 THz和0.64 THz处获得。实验结果表明,该结构在较宽的频率范围内对单波导和多波导交叉系统均具有低损耗和良好的串扰抑制效果。此外,也讨论了串扰与交叉角的关系,结果表明,当交叉波导的夹角大于30°时,可获得40%以上的透射率。这项工作在抑制损耗和串扰、器件尺寸、带宽等方面的优点有助于基于赝表面等离激元链路的太赫兹片上系统的大规模互连,并使未来复杂的平面太赫兹集成系统的器件更加紧凑化。（3）太赫兹表面等离激元逻辑门器件。逻辑门是集成光路的重要组成部分,通过改变金属微结构的形状、间距等参数,控制太赫兹赝表面等离激元的相位,通过调节两路或者多路传播的表面等离激元之间的传播相位实现两路和多路的相干干涉,从而得到不同功能的逻辑门器件。利用独立的马赫-曾德尔波导干涉仪,设计并实现了四种逻辑运算:与门（AND）、或门（OR）、非门（NOT）和异或门（XOR）。通过级联两个单马赫-曾德尔波导干涉仪,实现了或非门（NOR）、与非门（NAND）。实验结果与数值模拟结果具有较高的一致性。对于输出“1”和“0”状态,逻辑门具有紧凑的尺寸和高强度对比度。（4）太赫兹表面等离激元波分复用器件。从理论和实验两方面论证了一种由太赫兹表面等离激元波导结构组成的超小型波分复用器的设计与实现。通过在定向耦合器的耦合部分加入一定数量的周期性矩形柱,可以调控定向耦合器反对称分布（奇模）的折射率,从而改变不同频率下波导模式的耦合长度。通过适当调整周期柱参数,可以使两个目标频率处的表面等离激元模式在器件中分别耦合奇数次或偶数次,从而从不同的端口耦合输出。所设计的波分复用器的长度为1.6mm,约为传统双工器的12.8%。在0.637 THz和0.667 THz处可分别获得-24.34d B和-26.27 d B的最小透射率。两种工作频率处的插入损耗小于0.46 d B,消光比均大于19 d B。通过级联所提出的复用器,可以得到具有更多信道的紧凑波长复用器,这对未来太赫兹集成通信系统具有重要的应用价值。本论文基于赝表面等离激元波导,实现了一系列结构紧凑且性能优越的新型太赫兹表面等离激元片上集成功能器件,这是太赫兹技术迈向更小的物理尺寸、更快的处理速度、更低的功耗的关键一步,有助于推动太赫兹科学与技术的快速发展。