耦合的波导-微腔结构在光滤波器、光调制器中有着广泛的应用。结构的光传输性质主要由模式的耦合强度来决定，而耦合强度通常通过控制结构间的几何间距来实现。由于电磁波在金属中急剧衰减，这为控制金属微腔中模式的耦合带来了巨大的挑战。本文利用金属微腔中法布里-珀罗模式的共振特性，在微腔中引入开口狭缝，通过调节狭缝的缝宽以及偏移位置，来控制模式的泄漏率以及耦合强度，实现了可调控的表面等离激元诱导透明效应。当狭缝的开口宽度或者偏移量增加时，结构透射谱的透射峰值和半高全宽也会相应地增加。狭缝的几何参数变化会对结构共振特性产生调制，文章通过时域耦合模理论对相应的物理机进行了解释，研究结果为实现利于加工的紧凑表面等离激元器件提供了思路。

五模超材料是一类可以解除剪切模量的人工固体微结构，具有类似流体的性质， 在声波调控中有着潜在的应用。声学变换作为声波调控的一种重要手段，在超材料声学器件的设计中被广泛使用。声学变换的引入会压缩均匀各项同性五模超材料，因此，需要研究各向异性对三维非对称双锥五模超材料带隙及品质因数的影响。本文利用有限元方法，对各项异性三维非对称双锥五模超材料的能带结构及品质因数进行了研究。研究结果表明，三维非对称双锥五模超材料单模区域的相对带宽随着各向异性的增大而减小，第一带隙的相对带宽增大到123%，品质因数增大到6.9倍。本研究可为声学变换在三维非对称双锥五模超材料中的应用提供指导。

本文设计了一种由微穿孔板与折曲通道组成的亚波长宽带复合吸声结构，对该复合吸声器低频宽带吸声机理进行了详细分析，建立了该复合吸声结构的理论吸声解析模型与有限元数值分析模型，完成了吸声理论解和数值解的相互验证。该吸声结构在整体厚度为60 mm时，理论上实现了在200—500 Hz频段内平均吸声系数达0.8的低频高效吸声。同时在整体厚度为90 mm时，理论上实现了180—350 Hz频段内多处峰值达0.95的准完美吸声。该复合吸声结构在低频噪声控制工程中具有一定的应用前景。

场变换是一种与入射角度无关的新型电磁变换方法，可对电磁波极化和阻抗进行调控。本文提出了一种基于场变换理论的大角度入射涡旋电磁波产生方法，基于该方法设计了一种用于涡旋电磁波生成的人工媒质，并通过对其仿真验证了所提出的方法。设计的人工媒质为多层环形结构，可以透射生成2阶涡旋电磁波，并且具有较好的入射角度稳定性，在60°斜入射时仍能产生涡旋电磁波。