太赫兹辐射位于宏观电子学与微观光子学的过渡区域,为国际公认的具有诸多优良特性的频段。太赫兹辐射的产生、传输、控制、探测与应用构成了太赫兹科学技术这门新兴学科,在短距高速宽带通信、超分辨率武器制导、生物传感、医学成像、材料特性检测、安全检查等多个方面具有重要的应用价值,已成为当前最受关注的国际学术前沿领域之一。近年来,太赫兹辐射源与探测技术获得了快速的发展,相比而言,作为太赫兹应用系统中的关键部分,太赫兹功能器件的发展还相对滞后,已经成为继太赫兹源和探测技术之后最亟待解决的关键技术之一,研制低损耗、高效传输调制和快速响应的太赫兹功能器件不仅具有重要的科学意义,也具有非常重要的实用价值。论文首先介绍了太赫兹波产生、探测常用的方法和太赫兹波传输的基本特性,然后重点介绍了光子晶体、超材料、石墨烯等结构的太赫兹调制器的分类、工作原理和发展动态,在此基础上,通过探索人工电磁材料中实现太赫兹波主动调控的新机理,利用半导体和相变等功能材料在太赫兹波段的电磁性质,对太赫兹调制器、吸收器等功能器件进行了系统的研究,取得了一系列的研究成果：1、设计了一种基于锑化铟的温控金属-导体混合结构的太赫兹带通滤波器,利用有限时域差分法计算了器件在不同温度下的太赫兹透射谱、工作频率以及器件中的电场能量密度分布,结果表明该滤波器可通过温度控制实现对太赫兹波在0.74-2.02THz范围内可调谐滤波,并具有高达80%以上的峰值透过率。分析了器件厚度和填充锑化铟半导体所占用的中央宽度对器件性能的影响,找到了最佳结构参数。2、设计了一种类基于二氧化钒薄膜相变的温控太赫兹调制器。利用有限时域差分法模拟计算了器件在不同温度环境中的太赫兹透射谱以及器件中的电场能量密度分布,结果表明当温度环境在50-80℃范围内变化时,器件对太赫兹波的调制深度高达74.7%。3、加工了两种基于二氧化钒薄膜相变材料的超材料太赫兹调制器,利用太赫兹时域光谱系统在实验上对比分析了两种调制器在不同泵浦光功率下的调制特性,发现与金孔阵列在同侧的二氧化钒薄膜在光致相变过程中可以有效地抑制金孔阵列中的太赫兹表面等离子体局域增强效应,使器件的调制深度得到显著增强。4、提出了一种基于金属超材料-石英玻璃-金属板层的温控可调谐太赫兹吸收器,并在谐振环开口处填充锑化铟材料,利用有限时域差分法对器件的传输特性进行了仿真分析,结果表明当器件的温度在160-350K之间变化时,吸收器工作频率的可调谐范围为0.82-1.02THz,工作带宽约60GHz,同时保持近90%的吸收率。