超构材料是一种人工复合材料,通过设计亚波长电磁单元能获得天然材料无法实现的奇异功能。它是交叉学科中新的研究方向,为光学器件、信号传输及处理等方面提供了新方法和新思路。目前,光信息的处理往往依赖于电子技术,全光信息处理可避免光电信号转换,提升光信息的处理速度,同时也会降低能耗。本论文主要针对光控超构材料开展研究,利用相干光形成的驻波对超构材料的偏振输出特性进行动态调控,实现全光的偏振信息处理。本论文研究了两种近红外波段的超构材料,实现偏振转换特性的相干控制。具体内容如下:设计了一个S形全介质超构材料,具有线偏振转换效应,其在透射和反射方向都有25%的偏振转换效率。将超构材料置于两束相向传输的相干光所形成的能量驻波中时,线偏振转换可以被动态调控。当超构材料分别位于能量驻波的电节点或磁节点处时,偏振转换将会被分别加强或者减弱。由于全介质超构材料对交叉偏振态的入射光的响应类似,利用两束正交偏振的相干光形成偏振驻波,可以实现对两输出方向上偏振态的调控。这种全介质偏振转换器没有吸收,所实现的偏振转换效率可达100%,可以用于偏振态的动态调控,并且可以改变两束光间的相位差来调控超构材料的偏振转换。研究了V形结构单元的相位梯度超构表面,它能产生一束正常出射的共偏振光和一束异常出射的交叉偏振光。利用能量驻波对该超构表面进行调控,通过相位变化可以调制交叉偏振输出光的强度,且不会改变异常折射光的出射方向。改变两束相向传输的相干光之间的相位差可以调控输出光的强度,共偏振的正常光和交叉偏振的异常光可以在不同的相位差时被相干地开启或者关闭。如果将相位梯度超构表面置于偏振驻波,相干控制过程中它的正常光和异常光的输出强度不变,但其偏振态可以被动态调控。改变相位差,超构表面异常折射光的偏振态能在线偏振、圆偏振之间转变。金属超构表面的相干控制可以为波前整形、多通道信号调制、传感提供很好的解决方案。