太赫兹亚波长结构可以通过对尺寸的设计调控其电磁响应特性，在太赫兹波段的功能器件方面具有重要的应用价值。为了更好地理解亚波长结构的电磁响应机理，则需要对其中的物理过程进行深入的探讨和研究。本论文主要工作是对太赫兹亚波长结构的电磁响应特性和耦合机理进行了探讨，并对太赫兹波段的一些功能器件展开了的研究。　　亚波长孔阵列结构是较为简单的体系，但其中的透射电磁响应的物理过程仍然未研究透彻，并且缺乏合适的理论模型。为了研究在太赫兹波段，亚波长孔阵列结构透射电磁响应的物理机制，我们设计了相同尺寸和填充比的随机和周期亚波长孔阵列结构，并用太赫兹时域光谱系统进行了透射谱的测量。结合实验数据，建立了耦合振子模型，揭示了周期亚波长孔阵列结构体系透射增强的物理过程:入射的太赫兹波首先激发了单孔周围的电荷振荡，激发了局域表面等离子体(localized surface plasmons，简称LSPs)共振模;然后LSPs模把能量传递给spoof(surface plasmon plaritons，简称SPPs，以下以SPPs代替spoofSPPs) SPPs模，激发了SPPs模;最后SPPs模与LSPs模相互耦合，共同辐射出透射的太赫兹波。通过耦合振子模型对实验数据的拟合，可以对耦合强度等数据进行量化分析。调控孔尺寸和周期，使LSPs模和SPPs模的振荡频率接近时，可以获得更大的耦合系数，得到更强的透射增强。同时，改进了多阶Fano模型并用其很好地描述了实验结果，其参数的讨论也验证了耦合振子模型的结论。耦合振子模型和多阶Fano模型在太赫兹亚波长周期孔结构体系中的成功应用，为研究太赫兹亚波长结构的电磁响应特性提供了新的途径，为太赫兹波段亚波长尺寸器件的设计提供了理论依据。另外，耦合振子模型还可以拓展应用到其他波段的亚波长尺寸器件的研究中。　　我们利用简单的金属-介质-金属(metal-dielectric-metal，简称MDM)结构，设计了具有高Q值(Q＞120)反射峰的太赫兹亚波长器件。由于双层金属结构之间形成了金属微腔，增强了LSPs模和SPPs模的响应。通过模拟计算，调节周期和项层颗粒的尺寸，以及介质层的折射率，得到了较为优化的MDM结构。通过设计结构参数，分别通过调节周期固定颗粒尺寸和调节颗粒尺寸固定周期来改变LSPs模和SPPs模的振荡频率间隔，从而改变模式间的耦合情况。从MDM结构反射谱的计算结果中发现，当两个模式的振荡频率间隔趋近于零时，明显观察到反射峰的反交叉现象，即两个模式峰位的劈裂，说明此时模式间发生了强耦合作用，并且在强耦合区域得到了高幅值和高Q值的反射峰。利用耦合振子模型，通过MDM结构的吸收谱对SPPs模和LSPs模的耦合变化规律进行了分析。从拟合结果中发现，SPPs模和LSPs模的激发相位反相，且外场激发LSPs模的效率高于激发SPPs模的效率。在弱耦合区域，SPPs模和LSPs模均能从外场获得能量，且在模式间耦合中能量从高频向低频转移，导致了高频模式的损耗增加，低频模式的损耗减小。而在强耦合区域，SPPs模则通过与LSPs模的耦合中获取能量，此时其损耗减小，幅值提高，并且强耦合导致的不对称线型调制会引起反射峰的劈裂，从而得到极高Q值的振荡峰。此MDM结构通过简单的设计，实现了太赫兹波段的高Q值反射响应，可用于制备高灵敏度的太赫兹传感器。　　利用亚波长结构实现相位调控，从而制备太赫兹波段的偏振器件，具有重要的应用价值。我们设计了简单的太赫兹亚波长金属孔阵列与颗粒阵列结构，通过改变结构参数，观察到了两种阵列透射谱中的场相位变化，并研究了其物理机制。在孔阵列中，外场首先激发了LSPs模，再由LSPs模激发SPPs模，二者的Fano耦合导致了相位的相长与相消，引起透射谱中SPPs模振荡频率附近振幅的不对称调制。调节结构的周期和长宽比等参数会改变模式间的耦合情况，从而影响SPPs模和LSPs模的相位跳变程度，进而影响模式峰位的线宽。在颗粒阵列中，由于不能有效地形成SPPs，所以在透射谱中观察不到明显的Fano耦合现象，但是周期的对LSPs模的线宽和相位跳变的影响较为显著。最后，我们利用太赫兹亚波长金属孔结构和颗粒结构的相位响应特性与参数之间的依赖关系，通过调节正交方向上不同结构LSPs模附近的振幅和相位差，设计了高透过率的太赫兹孔阵列结构和颗粒阵列结构的1/4波片。　　研究介质的散射特性在成像等方面具有非常重要的意义，目前在太赫兹波段这方面的研究还较少。为了实现全空间的全频段漫散射，对PTFE颗粒和高阻硅棒结构进行了二维平面内多角度的散射测量。我们首先探测了直径分别为D1=0.794±0.025 mm、D2=3.175 mm的PTFE颗粒样品及两种颗粒混合的样品对太赫兹的散射特性，发现PTFE颗粒对波长为其直径1-2倍的太赫兹波散射较强，而其他频率尤其对低频的太赫兹散射较弱，且高频损失严重。此外由于球形颗粒的散射会造成全空间的传播，导致了实验探测的困难。为了提高散射效率，我们采用了折射率更高的高阻硅材料，并制成外裹着玻璃层的亚波长高阻硅棒结构，把散射场方向限制在二维平面内。硅棒的直径为98μm，玻璃层外径为1.37 mm。通过模拟计算发现，在平行于电场方向，裸硅棒对高频太赫兹波散射明显，而外玻璃层补充了结构对低频太赫兹波的散射效果。高阻硅棒样品对宽频带内太赫兹波的良好散射特性也从实验结果获得了验证。根据这一特点，我们利用5根高阻硅棒组成的硅棒组，首次实现了二维方向上的宽频太赫兹波漫散射，并从场强和相位上验证了散射场的随机性。这对于发展太赫兹领域内的散斑成像技术、通讯和非相干光相关技术具有重要意义。