太赫兹辐射（THz，30~300μm）在传感、成像、光谱分析、通信等许多领域有着广泛的应用，但由于能够操纵太赫兹波的功能器件相对匮乏，其它波段相比太赫兹波段的推广和应用还有相当大的距离。超材料的强共振和频率可调谐性为操纵太赫兹波和新型太赫兹功能器件打开了道路。本论文设计研究了多种基于平面或立体超材料的太赫兹调制、滤波等功能器件。主要研究内容及创新点概括如下：1.我们设计了一种响应频率处于太赫兹波段的反向嵌套开口环。利用时域有限元方法（FDTD）我们比较了三种不同情况（外开口环、内开口环和反向嵌套环）在太赫兹波正入射下的透射情况，并且根据它们的电场和表面电流的分布查明了反向嵌套环在太赫兹波正入射时的共振机理。根据得到的透射、反射系数并利用一种该改进的参数提取方法，我们得到了反向嵌套环在太赫兹正入射时的光学有效参数。2.我们设计并模拟了工作在太赫兹波段的单开口谐振环、平面非对称双开口谐振环及同向嵌套开口谐振环调制器。把光敏材料砷化镓嵌入到开口环的开口处，通过光泵改变砷化镓的电导率，我们可以获得不同共振模式的转换，从而实现对太赫兹波的调制。此外，通过模拟分析开口环在共振频率点处的电场及表面电流的分布，我们详细分析了共振开口环的模式转换机理。3.我们提出了一种双层反向排列的三维光栅型等离子晶体，并且模拟了其在太赫兹波段的透射及滤波特性。模拟结果显示该设计具有良好的宽带滤波特性。该结构具有宽的禁带和通带，并且禁带和通带边沿十分陡峭，几乎是实现透射率从0到1的跃变。我们还发现随着两板间的距离增大，低频截止频率有一个从0.51太赫兹到0.81太赫兹的明显蓝移。因此，在两板间加入压电材料动态改变两板间的距离就可以实现对禁带和通带带宽的可调谐型。之后我们详细分析了该结构滤波特性随光栅高度的关系，并且给出了该结构的色散关系，为该滤波结构的共振特性提供了一个合理的理论解释。