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太赫兹(Terathertz,THz)波,一般是指频率在0.1-10 THz范围内的电磁波,介于微波和红外之间。THz光谱的特殊位置决定了其在通讯技术,医学成像,安全监测,光谱学和生物传感等众多应用中具有广泛的应用前景。要发展THz技术,需要开发高品质的THz源,探测器和THz功能器件。THz偏振操控器件在THz开关,波片,偏振转换,旋光器,非对称传输,波前调控等领域具有重要应用,是THz功能器件的重要组成部分。三维(Three-dimensional,3D)狄拉克半金属,又称为“3D石墨烯”,拥有超高的载流子迁移率和超强的光电性能,成为THz功能器件的重要制备材料。本文主要针对基于狄拉克半金属的THz偏振转换器件进行研究。本文的主要研究内容如下:1.研究了一种基于狄拉克半金属的动态可调宽带线-圆偏振转换器。该偏振转换器由中心切割的十字形金属图案组成,狄拉克半金属微带填充在间隙中,介质层选用聚酰亚胺材料,金属底板选择金。该器件在1.5-2.8 THz频率范围内将线偏振波转换为右旋圆偏振波,在1.20-1.25THz和3.04-3.07 THz两个窄带范围内将线偏振波转换为左旋圆偏振波。偏振转换频带可以通过改变狄拉克半金属费米能级来动态调谐而无需重新优化结构参数,这进一步促进偏振转换器和偏振开关的发展。2.研究了一种基于狄拉克半金属的单层超表面,该偏振转换器在透射模式下能够实现可调谐的宽带交叉偏振转换特性。通过改变狄拉克半金属的费米能级而不改变谐振器的几何形状来动态调谐偏振转换的频带。在3.82-7.88 THz频率范围内可以观察到宽带偏振转换的可调性,在该范围内,偏振转换率保持在80%以上。提出的器件为开发太赫兹成像,传感和通信的THz偏振控制设备提供了一种潜在的有效方法。3.提出了一种基于狄拉克半金属的动态可调谐超表面,能够在太赫兹频域实现宽带和可调谐的非对称传输。狄拉克半金属谐振器具有双T形手性结构的图案,可导致入射到器件上的波发生部分偏振转换,从而导致在1.2-1.6THz频率范围内的非对称传输效应。我们研究了通过改变狄拉克半金属的费米能级来控制非对称传输行为的方法。4.提出了一种三层互补条状狄拉克半金属偏振器,可以实现旋光片,完美的偏振转换和非对称传输功能的集成。该器件在THz频域内实现宽带的偏振旋转和非对称传输。通过更改狄拉克半金属的费米能级,在1.3-1.63 THz频率范围内改变线性偏振光的偏振转换角从0°增加到90°,并且该器件对于不同入射角的线偏振光具有良好的鲁棒性。当作为非对称传输器件时,其偏振转换率达到98%以上,并且在1.3-1.63 THz范围内,非对称传输参数达到50%以上。