虽然太赫兹技术目前已经展现出了广阔的发展前景和巨大的应用价值,但是仍有许多问题需要进一步研究和改善,其中可调谐的太赫兹功能器件的缺乏限制了太赫兹技术的广泛应用。对此,研究人员将原有技术与活性介质相结合,并开展了相关研究。在各种活性介质中,二氧化钒（VO₂）是一种在外界的光场、电场以及热泵浦下都具有绝缘-金属相变特性的高质量的光电功能材料,其相变过程中的电导率变化达到了3～5个数量级。因此,本文提出了两种基于复合VO₂超表面的太赫兹功能型器件,在外界的热激励下,该器件可以实现极高的调制深度和可调谐范围,具体研究内容如下:首先,本研究基于VO₂的绝缘-金属相变特性,提出了一种十字型超表面结构的可调谐太赫兹强度调制器。随温度的升高,VO₂的相态发生变化,器件对太赫兹辐射的调制深度也随之加强。数值计算结果表明,该器件在接近室温调制温度下,对THz波透射率的最大可调谐范围为6%～86%,对TE模式和TM模式的太赫兹信号均具有很好的调制效果,同时加工难度较低,易于实现。该器件的提出将对THz功能器件如滤波器、传感器、调制器和开关的实际应用产生一定的促进作用。其次,本研究基于VO₂的绝缘-金属相变特性,提出了一种L型超表面结构的宽带可调谐太赫兹吸收器。根据数值计算结果,器件在外部热激励的作用下,吸收率可以实现从5%到100%的连续可调,并且在连续长达2.0 THz的频率范围内,实现了吸收率高于80%的吸收效果,特别是在1.96 THz,实现了近乎完美的吸收。另外,器件在信号入射角度小于50°的情况下均可正常工作,同时由于VO₂的相变响应时间在皮秒量级而具有超快的响应时间。根据本文研究结果,我们认为基于VO₂相变材料的复合超表面太赫兹器件具有对外界环境响应深度高,调制速度快等优点,该技术易于扩展到其它的频率范围,在包括太赫兹成像、通讯、调制和滤波在内的很多领域都具有一定的实用价值。