设计了基于石榴石型铁氧体磁性材料的光子晶体滤波器和光开关。利用平面波展开(PWE)法,分析了特定半径下光子晶体的能带结构,利用时域有限差分(FDTD)法分析了磁场改变时磁性材料耦合频率的变化。结果表明,该器件在不加磁场时具有优良的选频滤波功能,各目标光信号的透射率均达90%以上,且信道串扰小;加磁场后,耦合腔的耦合频率改变,器件处于关断状态。该器件的关断最大稳定时间达26.7 ps,最大透射率仅为8%,关断效果明显,具有良好的开关特性。

太赫兹滤波器在通信、传感、成像等领域有着广泛的应用。提出了一个基于半导体材料砷化镓的周期性微结构可调谐太赫兹滤波器,并对半导体材料的电介质特性以及微结构的太赫兹滤波特性进行模拟研究。提出了基于光栅结构的太赫兹滤波器,用CST软件时域有限差分法(FDTD)进行模拟仿真,0.1~5.0 THz频段的太赫兹波垂直入射光栅表面,在225~325 K范围内可获得工作频率为0.35~1.51 THz,1.16 THz的滤波带宽,同时保持透过率在85%以上,这对太赫兹滤波器的滤波带宽和透过率的提升具有重大意义。

高性能的太赫兹器件在控制太赫兹波方面起到重要的作用，因此寻求一种简单有效的太赫兹器件加工方案非常必要。本文以太赫兹波导和太赫兹滤波器为例，分别选用Kagome型光子晶体结构的波导和一维光子晶体结构的滤波器，运用商用的3D打印机加工样品，并采用透射式太赫兹时域光谱系统对样品的参数进行测量。实验结果表明: 加工的波导在02~10 THz范围内传输损耗平均值约为002 cm-1，最小值可达到0002 cm-1，且可运用机械拼接的方式将多个波导进行简单的连接从而获得更长的波导而不引起严重的损耗; 滤波器的透射谱在01~05 THz之间有两个明显高损耗带; 这两组实验结果均与理论预计非常接近。本文运用太赫兹波导和滤波器的实例证实了3D打印技术加工太赫兹器件的可行性，将会成为获取性能可控、价格低廉的太赫兹器件的有效途径。

基于不同大小形状的谐振环对电磁场不同响应的原理, 设计了一种由6个嵌套式的方形封闭谐振环结构(CRR)组成的多频带太赫兹滤波器。通过利用时域有限差分法(FDTD)对该滤波器的透射特性进行研究, 结果表明: 当电磁波正入射或斜入射到谐振环所在平面时, 能够出现六频带的滤波性, 并且其透射系数对入射角度的变化并不敏感。该设计增加了滤波频带的个数, 提高了滤波器对频率的敏感度, 为多频带传感器、太赫兹通信技术等领域提供了理论方法。

为了研究双面周期开槽型太赫兹滤波器的传输性能，采用有限元法进行了理论仿真分析。由分析结果可知，其滤波性能随滤波器结构参量变化出现规律性变化。透射峰位置随着周期、缝宽和槽深的增加线性红移，随着槽宽的增加先蓝移后红移；透射率随结构参量周期、缝宽、槽宽和槽深的增加都先增后降，出现超过0.95的极大值； 3dB通频带宽度随着缝宽和槽深的增加而增加，随着槽宽和周期的增加变窄。结果表明，相对于常用的光学滤波器，该器件具有高选择性、高中心透射率等特点。

太赫兹技术在生物、**以及基础研究等方面有重要的应用,要实现对太赫兹波技术的实际有效的应用,与之相关的太赫兹传导、滤波器件等功能器件至关重要。目前太赫兹滤波器结构主要基于二维光子晶体、超颖材料、表面等离子体等结构。就太赫兹滤波器的研究进展进行了总结,并对其今后的研究发展方向进行了分析。