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人类对电磁波技术的开发和利用几乎涵盖从无线电波到X射线连续的电磁波谱，不同频段的电磁波有着不同的特性和应用。太赫兹波介于微波和红外之间，因其特有的性质，在安全成像、近距离高速通信等领域有着不可替代的应用价值。由于处于电子微波技术和红外激光技术的边缘，太赫兹技术并没有得到很好的发展，即所谓的太赫兹波空白，直到近二十年才得到逐渐发展。太赫兹技术发展所面临的一个关键问题是太赫兹波的高效功能器件。太赫兹吸收器作为一种重要的电磁波器件，引起了广泛的关注和研究，太赫兹吸收器设计原理大都和其他电磁波频段吸收器原理相同，主要分为窄带和宽带两大类。太赫兹窄带吸收器在消反射原理和超材料阻抗匹配原理主导下已经实现了比较令人满意的吸收性能，目前主要朝着减小尺寸和可调谐方向进一步发展。太赫兹宽带吸收器相对研究较少，目前已提出的宽带吸收器设计方法在尺寸、带宽、工艺复杂度上很难取得较好的平衡。本文从非对称Fabry-Pérot腔实现窄带消反射近完美吸收的原理分析入手，得出实现宽带消反射近完美吸收器的条件，并在太赫兹波段设计了镀膜高掺杂半导体、镀膜/强吸收材料/金属反射镜两种结构类型的宽带近完美吸收器，后者可以根据需要在不同工作频段实现宽带吸收。这种基于宽带消反射原理的宽带吸收器，相比于其他宽带吸收器，简化了制作工艺，也同时具有设计灵活的优点。 调制器是另一种重要的太赫兹器件。通过对结构吸收特性的研究是优化吸收型调制器的关键之一。基于石墨烯的吸收型太赫兹调制器在目前太赫兹众多调制器中有独特的性能优势。石墨烯在太赫兹波段表现出宽带吸收特性，但由于受基底中电磁振荡影响，石墨烯宽带调制器无法实现真正频谱平坦的宽带调制。本文通过合理设计，提出了一种简单有效改良石墨烯宽带调制器色散特性的方法，实现了频谱平坦的宽带调制。另外，石墨烯太赫兹宽带调制器虽然在宽带调制性能上胜过半导体，但仍是有限，目前的石墨烯太赫兹宽带调制器的调制深度仍不能令人满意。振幅调制器有两个调制状态，分别对应较高振幅和较低振幅，如果较低振幅调制状态的振幅近于零，那么就能实现超高对比度的调制性能。本文利用石墨烯结合前面基于宽带消反射原理设计的宽带近完美吸收器，实现了对太赫兹波近于100％的高对比度宽带调制，超过了目前已提出石墨烯宽带调制器的调制深度。以上在石墨烯宽带调制器上的研究工作可以加快石墨烯宽带调制在太赫兹技术上的应用。 另外，本文结合石墨烯的高透性和导电性设计了石墨烯/液晶复合结构的太赫兹窄带调制器，其调制深度近于100％、插入损耗仅12％。结合石墨烯和吸收特性可调和单原子厚度的特性，设计了石墨烯/光子晶体复合结构的双缺陷模太赫兹调制器，通过合理设计石墨烯层在光子晶体缺陷中的位置，实现双缺陷模透射的独立调制。以上对石墨烯窄带调制器的研究丰富了不同性能和功能要求的太赫兹窄带调制器。