太赫兹（THz）波因其在通信、成像和生物等方面的应用价值而引起了多方的关注。受馈源功率、大气衰减、天线增益等限制,太赫兹成像系统和无线通信系统都亟需具有大视场覆盖的高空间分辨率和方向自适应跟踪的动态波束可重构机制。太赫兹波束的可重构技术目前是太赫兹技术领域的研究重点。随着太赫兹光子学和固态源器件的发展,要求多频段、多模式的可重构系统具有亚波长尺度下的集成性、快速性和灵活性。本文首先将频率和极化状态这些电磁波基本属性作为重构条件,结合人工微结构（Metamaterials,人工电磁媒质）阵列实现对太赫兹波束的重构;为了实现太赫兹波束的动态编码调控,将高电子迁移率晶体管（HEMT）与人工微结构复合构成的异质结构作为编码单元动态重构太赫兹波束;在理论分析和仿真模拟的基础上,加工制备了样品,完成了实验验证。本论文主要成果与创新性如下:1、提出了具有宽带响应和正交偏振响应能力的电磁双模式谐振人工微结构,利用电磁两种谐振模式,拓宽了人工微结构的工作带宽,在200GHz频带范围内获得了良好的相移线性度;结合正交偏振响应特性构建了电磁双模式谐振的各向异性人工微结构,对正交偏振的电磁波表现出不同的相位响应,丰富了太赫兹可重构人工微结构阵列的重构方式。2、从广义斯涅尔定理入手,深度挖掘不同频率以及不同相位梯度情况下超表面偏转电磁波束的能力,提出了一种在给定频率范围内超表面阵列实现最大角度扫描的设计方法。采用该方法构建并研制了基于电磁双模式开口谐振环单元的太赫兹频率重构超表面,模拟和实验测试结果表明在0.3 THz到0.5 THz频率范围获得的最大扫描角度为40°。验证了获取最大扫描角度的太赫兹波频率重构超表面阵列设计方法的可靠性。3、针对传统的各向同性人工微结构超表面只能对单一偏振电磁波响应、功能单一等问题,提出了一种基于各向异性相位矩阵构建偏振重构人工微结构超表面的方法,以太赫兹波束的偏振状态作为条件对太赫兹波束进行重构。采用该方法设计了一维和二维偏振重构人工微结构阵列,在0.32 THz到0.42 THz的频段范围内,模拟和实验结果表明对正交偏振的入射波在一维情况实现了在同一平面不同角度的波束分离、在二维结构中实现了正交平面的偏振分离,最大反射系数达到78%。证实了采用各向异性相位矩阵构建的人工微结构阵列对不同偏振态入射电磁波具备多样的重构功能。研究成果在多通道无线通信系统和全息成像等应用领域具有重要价值。4、采用HEMT复合型1-bit编码单元及其构成的32路可编程阵列在国内首次实现了太赫兹波束的动态重构。该复合型单元有效结合了HEMT中二维电子气的电子输运特性和人工微结构的谐振特性,在80GHz的频率范围内实现了180°的相位调控。实验测试到数字编码可重构阵列在0.33 THz到0.38 THz频率范围内实现了对入射波束的动态重构功能;在0.358 THz频点获得的波束主瓣幅值分别为0.81和0.75,角度分别为-39°/+37°和-30°/+28°,与仿真和理论结果基本一致。该项工作对促进太赫兹高帧频高分辨率成像以及高速无线通信的发展具有重要意义。