我们知道,当电磁波入射至物体表面时,物体通常会反射或散射部分电磁波,这些反射或散射的电磁波能够被眼睛或其它探测器检测到,从而物体被感知其存在,不能被隐身。最近几十年,光学隐身技术很受人们关注,业已取得长足的进展,已经发展出一系列方法来实现光学隐身,比较著名的光学隐身方案包括:基于变换光学的隐身、地毯隐身、等离激元隐身、地幔隐身、传输线网络隐身、补偿介质隐身、方解石或聚合物实现的光频的隐身等。其中绝大部分方案只能在单频或有限的频率范围内实现隐身;少数光学隐身方案可以实现宽带隐身,比如地毯隐身使用非共振的材料可以实现宽带的隐身,又如方解石构造的多边形隐身介质和聚合物实现的漫射隐身介质可以在全光频范围实现隐身。但是通常宽带光学隐身需要比较大的隐身介质。因此,发展一种体积小同时又能实现宽带的隐身材料是非常有意义的。本论文利用亚波长倾斜金属光栅的宽带透射特性,设计出太赫兹频段的宽带隐身材料,并在实验中进行证实。论文主要内容如下:第一,利用亚波长金属光栅的宽带透射特性设计出太赫兹的宽带隐身材料。利用时域有限差分算法对介质光栅和金属光栅进行数值模拟,得到其透射率、电场分布、色散关系等信息。研究表明,在周期型亚波长倾斜金属光栅结构中,电磁波入射到金属表面会激发等离激元并沿着狭缝传播,在另一边重新转化成电磁波辐射出去,形成宽带高透射现象。由于电磁波只与金属表面发生相互作用,因此在光栅单元内部隐藏任何物体,该结构透射性能不受影响,可以用来制作宽带隐身材料。第二,将基于周期结构的宽带隐身材料拓展到基于无序结构的宽带隐身材料。首先基于麦克斯韦方程对金属光栅结构进行理论推导,再利用时域有限差分算法对不同无序结构进行数值模拟,得到透射率和相位分布等信息。研究发现无序结构也可以实现宽带高透射的特性。同时无序结构可以抑制伍德异常和Fabry-Perot共振,进一步拓展隐身材料的工作带宽。第三,对无序型宽带隐身材料进行实验验证。实验制备出基于无序结构的太赫兹隐身材料,通过太赫兹时域光谱仪进行测量,并与介质材料的透射结果进行对比。研究发现,基于无序结构的太赫兹隐身材料的透射率明显提升,且相位差的变化更加平缓。为了进一步抑制相位差的变化,实验中又设计了弯曲的隐身材料,可以得到更好的隐身效果。总之,本论文主要研究了周期和无序型亚波长倾斜金属光栅的宽带透射特性,发现电磁波均可激发表面等离激元,沿着狭缝传播并重新辐射电磁波,不受无序的影响,具有鲁棒性。并且电磁波的透射仅与金属表面有关,因此可以在每个光栅单元内部隐藏任何物体,达到宽带隐身的效果。除此之外,本论文在实验中对无序的宽带隐身材料在太赫兹频段进行了证实,为了进一步抑制相位差的改变,我们又设计了弯曲的隐身材料并在实验中得到了更好的隐身效果。该隐身材料制作方式简单,成本低,通过改变结构尺寸可以将其拓展到其它频段,为发展宽带光学隐身材料和器件提供了新的科学思路。