要实现对光场的调节,传统的方法是通过引入光程差来累积相位差从而对偏振态、振幅、相位这三个光场的重要分量进行调节。但传统器件的体积太大不符合集成化的要求。超材料是在亚波长尺度下设计的人工阵列结构,不仅能够通过与入射光场的耦合作用调控入射光,而且拥有体积小,可共性设计等优势。但是用金属制备的阵列结构不能实现动态调节。石墨烯在太赫兹波段能够与入射光发生等离子体共振,并且可以通过外加电场对太赫兹波激发的表面等离激元进行动态调节。基于以上背景,本文首先研究了柔性基底金属超表面阵列结构对太赫兹波的调控;然后通过石墨烯与超表面结合研究了石墨烯表面等离激元器件在太赫兹波段的特性。主要研究内容如下:(1)对广义Snell定理,费马原理等理论进行研究,设计了 V形梯度超表面阵列结构。仿真结果证明该阵列结构的工作频率为4.3 THz,当线偏振光垂直入射时,将发生异常折射。通过平移V形阵列天线结构,利用干涉原理实现对异常折射光振幅的调节,实验测量结果与理论计算和模拟仿真均表现一致;(2)通过对石墨烯的电导率,色散曲线进行推导,说明外加栅压对石墨烯电导率的调控原理,证明石墨烯能在太赫兹波段激发表面等离激元;(3)对石墨烯的基本属性进行测量,通过仿真软件设计了石墨烯纳米带结构,发现通过控制石墨烯的费米能级及条带宽度能够对石墨烯的等离子体共振频率和强度进行调控;通过微纳结构制备工艺制作了石墨烯纳米带器件。使用太赫兹近场显微镜对石墨烯纳米带的表面等离激元进行激发观测。总的来说,本论文的对于金属V-形天线超表面的研究进一步拓展了相位,偏振态及振幅的调控方式,促进了超表面结构在THz检测、调制等领域的实际应用;关于石墨烯表面等离激元的研究进一步拓展了太赫兹波段SPP的测量,激发方式,为石墨烯表面等离激元器件在太赫兹生物传感、安全检测、高数据率通信等方面的应用提供了相关指导。