太赫兹波(THz)是频率在0.1-10THz之间的电磁波。太赫兹技术是电子和信息领域的重要科研议题,是连接电子学与光子学的桥梁,在通信、医疗、国防、航天等领域有着巨大的应用前景,已成为当今的研究热潮。太赫兹的应用离不开相位的调制,而传统起偏器、波片等相位调制器件在材料、结构、调制效率、能量损耗方面各有各的不足。随着微纳加工技术和微纳光子学的不断发展,人们利用金属微结构调制太赫兹波的偏振。各类形状不一、繁简各异的非对称金属结构被用于制作太赫兹偏振调制器件。本论文利用计算机FDTD模拟仿真和相关理论,研究了太赫兹波段金属亚波长微结构阵列的光学性质,分析不同情况下这些结构对太赫兹波的偏振响应和相位调制情况,设计出了不同的偏振调制器件。主要内容包括：1,在考察了THz波段金属光学性质并确认计算机FDTD仿真模拟的可靠性之后,分析了单层金属矩形孔阵列对不同方向偏振光的透射性质,证明矩形波导的TE1,0模式导致了超常透射峰(EOT),即Cut-off Peak。2,两个相互垂直的矩形孔阵列组成T字形孔阵列,寻找到合适的结构参数,使两个矩形孔在同一频率下分别支持TE1,0波导模式和FP共振,且两者之间有特定的相位差。模式叠加得到的1/2波片使45°偏振的THz波发生90°的偏振方向旋转。随后用两矩形孔垂直交叠组成L形孔阵列,则原矩形孔中的TE1,0模式的不同叠加产生两种波导模式：对称模式和反对称模式。这两种模式有着不同的截止频率和有效折射率。对称和反对称模式同时发生使线偏振光变成椭圆偏振光。3,在两层L孔阵列金属层中加入空气夹层以引入FP共振,则对称和反对称模式与FP共振的同时发生导致了双层金属L孔阵的多个透射峰的出现。特别地,3THz处同时发生对称模式和FP共振,两模式耦合使x轴方向偏振光转换为y方向偏振光,转换效率和透射效率都接近100%。此外,空气夹层厚度的改变使FP共振与波导模式相互耦合,导致FP共振峰的分裂,即Anticrossing behavior。4,对称和反对称模式有着不同的有效折射率以及不同的截止频率fc1和fc2。单层L孔阵列所在的金属层厚度较大时,±45°偏振的入射波分别在fc1和fc2截止。当fc1<f<fc2时,该厚L孔结构是高效的起偏器,起偏角在45°角方向,任意偏振态的入射波的45°分量可以透过而-45°分量被完全截止。当f>fc2时,该结构具有了人工双折射特性,它的An是普通THz波段石英双折射晶体的10倍,由此可以用它做成厚度只有传统THz石英波片1/10的1/2或者1/4波片,使线偏振光产生90°的偏振方向旋转,或者得到圆偏振光。改变这个人工双折射结构的厚度和L孔边长,就能用于不同的频率,产生不同的相位差。它超薄的厚度和双折射特性的可调性有望在集成光学和微纳光学的偏振调制应用中发挥重要作用。