超材料是一种具备超常物理性质的人工复合结构材料，是近十年来在光学领域的一个研究热点。它具有负折射率、逆多普勒效应、逆契仑可夫辐射等一系列天然介质所不具备的神奇效应。基于这些特殊的电磁现象，超材料在光通信、军事探测和光学集成系统等诸多方面有着巨大的潜在应用价值。　　本文重点研究了三种典型结构的超材料在偏振控制和热光伏系统方面的应用前景，具体内容如下：　　（1）对零折射率超材料控制电磁波偏振特性的研究。利用麦克斯韦方程和边界条件，得到线偏振入射波经过零折射率超材料后反射波的特性。结果表明零折射率超材料可以实现电磁波线偏振到圆偏振状态的转换。即使对于损耗较大的零折射率超材料，转换效率也可高达74%。　　（2）对梯度折射率超材料控制电磁波偏振特性的研究。利用内在物理机制和仿真软件证明了平面或圆环状的梯度折射率超材料均可实现电磁波的全反射，经过该超材料后的全反射波可为圆偏振状态。然而由于该材料无法实现宽频偏振态的转换，具有非常大的局限性。　　（3）对金属线和谐振环阵列构成的超材料提升近场热光伏系统性能的研究。利用涨落耗散定理和均匀介质理论，建立适用于以超材料为辐射器的热光伏系统理论模型。结果表明通过优化超材料内部结构参数，利用表面极化激元的特性，可在一定程度上提高热光伏系统的输出功率或效率。