太赫兹波是6G通讯、新一代医学成像等领域的核心技术,但大多数自然材料对太赫兹波响应非常弱,严重阻碍了其检测与应用,因此设计各类功能太赫兹超材料器件将成为太赫兹技术发展的重要环节。随着太赫兹应用领域发展逐步多元化,具有调谐功能的太赫兹超材料器件受到人们广泛关注。然而各类调谐方法都存在制造工艺复杂、调谐效果不佳等缺点,严重制约了可调谐太赫兹超材料器件的实际应用。为解决这一问题,本论文采用静电掺杂石墨烯的调谐手段,设计三种不同功能的可调谐太赫兹超材料器件。本论文主要研究内容如下:1.构建一种基于石墨烯太赫兹超材料的可调谐吸收器,该器件的单元结构由两个石墨烯圆盘组成,采用静电掺杂石墨烯的方法实现该器件的吸收光谱在单频、双频、宽频之间自由调谐;在此基础上,构建了等效电路模型分析超材料吸收原理和石墨烯的调谐机理,并通过计算等效阻抗的方法从理论上验证其调谐的合理性。2.设计一种基于石墨烯太赫兹超材料的可调谐电磁诱导透明器件,其单元结构由双金属条、开口谐振环和集成在开口环下方的石墨烯构成,其中双金属条的电磁响应作为明模式,而开口谐振环的电磁响应作为亚暗模式,通过两种谐振耦合可实现完美的电磁诱导透明(EIT)窗口。同时,采用静电掺杂石墨烯的方法控制其亚暗模式的耦合强度,实现了对EIT窗口幅值的调控。此外,构建二粒子耦合模型解释了石墨烯的调谐机理,在此基础上研究了该器件的慢光效应和传感性能。3.提出一种基于石墨烯太赫兹超材料的可调谐环偶极子器件,该器件单元结构由两个轴对称的双开口谐振环和贯穿谐振环开口的石墨烯条构成。采用静电掺杂石墨烯的方法实现了超材料谐振模式由环偶极子向电偶极子或磁偶极子之间的自由切换。通过分析其表面电流、电场和磁场的分布解释了石墨烯的调谐机理,并利用多极矩散射模型验证所设计结构的正确性。