超材料（Metamaterials,MMs）是由电磁谐振单元周期性排列而成的一种新型人工合成材料,具有一些自然界中的材料所不具备的奇异物理特性和现象。在众多已经被提出的超材料器件中,超材料吸收器能够将入射到其表面的电磁波近乎完全吸收,而超材料极化转换器能够控制入射电磁波的极化状态。超材料吸收器和极化转换器具有厚度薄、重量轻、成本低以及易于与电子设备集成等优点,已成为雷达隐身、电磁兼容、无线通信以及远程传感等领域的研究热点,具有较高的应用价值。目前,超材料吸收器和极化转换器的研究已经从最初的微波频段拓展到太赫兹频段以及光频段,其中多频段和宽频段的器件更具有应用前景。在本文中,我们采用数值仿真和实验测量相结合的方法研究了多频/宽频电磁超材料吸收器和极化转换器,另外对具有多种功能的超材料吸收器和极化转换器进行了探究。本文的主要内容概括如下:（1）首先研究了三种极化敏感的花瓣结构吸收器。在此基础上,设计了一种具有旋转对称性的空心四花瓣结构吸收器（Quad-Petal Absorber 4,QPA4）,实现了在16.6GHz和24.4 GHz处的完美吸收。该结构对入射电磁波的极化角和入射角均不敏感。最后,在自由空间中对样品进行了测量,测量结果与仿真结果能够较好地吻合。（2）设计了一种极化可控的单频/五频段超材料吸收器,通过控制电磁波不同的极化方向,实现在单波段和五波段完美吸收之间的切换。所提出的吸收器对于TM极化波在6.64 GHz处具有99.8%的单波段吸收;而对于TE极化波在11.68 GHz,13.58GHz,15.48 GHz,17.38 GHz和19.28 GHz五个频段位置处均达到99%以上的吸收。此外,由于该吸收器具有对于最小和最大工作波长仅为1/48和1/140的超薄厚度,使其拥有良好的柔韧性和吸收性能。另外,对吸收器的样品在不同极化角度和不同曲率半径的情况下进行了测量,验证了该吸收器的性能。（3）将超材料极化转换器和完美吸收器结合到一个单元结构中,并在单元结构中合适的位置嵌入PIN开关二极管,通过控制开关二极管的通断状态,实现对极化转换和完美吸收不同工作模式的自由切换。仿真结果显示,当PIN二极管处于Off状态时,该结构工作在极化转换模式,在2.97-6.03 GHz频段范围内的极化转换率均在90%以上;而当PIN二极管处于On状态时,工作在完美吸收模式,在2.56-7.62GHz范围内的吸收率均为90%以上。最后,我们采用实验测量的方法对该结构的性能进行了验证。（4）基于光敏硅和二氧化钒的复合超材料,设计了两种工作在太赫兹波段的多功能非对称超材料极化转换器。转换器结构I对于正向和反向入射的电磁波能够实现两个不同的宽频段线极化转换,并且当外部激励条件不同时,正向入射和反向入射时的工作频段可以进行交换。而转换器结构II在不同的激励条件下可以分别工作在正向反射式线极化转换、正向透射式圆极化转换和反向透射式线极化转换模式。