太赫兹无线通信技术是未来6G 潜在关键技术之一， 引起了国内外广泛的关注。本文首先介绍了国内外相关研究计划和研究动向， 分析了太赫兹通信技术的特点和优势。其次阐述了太赫兹通信技术在未来6G 中的可能应用场景以及面临的挑战。最后提出了行动建议。

当GPS、北斗等卫星导航系统的信号由于干扰等原因失效时, 亟需一种辅助导航算法引导无人机完成任务。综合TERCOM和SITAN算法的优点, 提出了一种适用于无人机的地形匹配算法, 既允许较大的初始位置误差, 又满足机动条件下连续匹配的需求, 仿真结果表明, 该算法能够实现无人机惯导条件下的辅助导航, 具有较大的实用价值。

采用非稳腔光参量振荡(OPO)研制了千赫兹重复频率人眼安全波段全固态激光器。激光器采用电光调Q方式、脉冲激光二极管(LD)侧面泵浦Nd:YAG激光晶体实现了高光束质量的1.064 μm基频激光。光参量振荡部分采用Ⅱ类非临界相位匹配KTP晶体, 为了获得较好的光束质量, OPO谐振腔采用平凸非稳定谐振腔结构, 实现了千赫兹重频、窄脉冲1.57 μm波段激光输出。在脉冲激光二极管泵浦电流为125 A、电光调Q重复频率为1 kHz时, 1.57 μm激光输出最大平均功率达到了4.67 W, 激光脉冲宽度为4.3 ns, 功率不稳定度为3%, 激光泵浦阈值约为45 A。

报道了一台高效率、高峰值功率351 nm紫外激光器。采用激光二极管(LD)端面抽运Nd:YLF晶体声光调Q获得准连续窄脉宽1 053 nm基波振荡, 腔外两块LiB3O5(LBO)晶体紧贴输出镜放置, 对基频光进行二倍频和三倍频, 获得了高峰值功率351 nm紫外激光输出。在LD抽运功率为14 W、声光调 Q 激光器的调制频率为1 kHz的工作条件下, 基波平均输出功率为1.45 W时, 得到351 nm紫外激光平均输出功率450 mW, 1 053 nm基频光到351 nm紫外光转换效率高达31.04%, 脉冲宽度为7.5 ns, 峰值功率达60 kW, 光束质量良好。

研制了染料掺杂胆甾相液晶激光器, 测试分析了器件激光输出特性。将激光染料DCM、手性剂S-811、液晶TEB30A按一定比例混合, 注入摩擦取向的液晶盒中, 形成平面态排列的胆甾相液晶激光器件。利用532 nm波段的Nd:YAG脉冲倍频激光泵浦液晶器件, 获得了禁带边沿激光输出, 测量分析了激光能量阈值特性与激光光斑能量分布特点。液晶激光器在光子禁带边沿607 nm和680 nm处获得激光输出, 线宽小于0.5 nm。在液晶器件中, 光子禁带边缘处光子态密度最大, 此处器件阈值较低, 容易产生激光辐射。

设计了工作在太赫兹频段的无线通信系统, 基带部分采用16QAM调制体制, 射频部分采用混频器实现两级上下变频, 功放部分采用“固态功率放大+电真空器件放大”级联的功率放大技术, 实现了0.14 THz频段W量级的功率输出。接收端采用全固态常温接收技术, 接收机等效噪声温度为1100 K, 接收灵敏度达到-57 dBm。采用两个增益50 dBi的卡塞格伦天线, 在成都市双流区与新津县之间开展了距离21 km的无线通信试验, 单路实时通信速率达到5 Gbps, 误码率低于10-6。并成功同时实时传输了两路符合HD-SDI标准的无压缩高清视频数据流, 每一路的标准有效速率达到1.485 Gbps。

报道了LD侧面抽运Nd∶YVO4 532 nm准连续绿光激光器。为了获得高功率的532 nm绿光输出，通过采用声光调Q技术和LD侧面抽运Nd∶YVO4技术来获得高功率线偏振的1064 nm激光输出。采用Ⅰ类相位匹配三硼酸锂(LBO)晶体腔内倍频，实现高功率532 nm激光输出。在电源输出电流为30 A、声光调Q的调制频率为20 kHz的工作条件下，获得平均输出功率为33 W的线偏振1064 nm基频光，通过LBO晶体倍频获得平均输出功率为23.5 W的532 nm绿光。1064 nm基频光到532 nm绿光的光-光转换效率达71.2%，脉冲宽度为44.3 ns，偏振比为254∶1。

对于单幅图像去雾处理,暗通道先验算法具有较好的效果,但该算法处理时间长,对储存资源与计算资源要求很高,很难应用于无人机图像去雾。在暗通道先验算法的基础上进行改进,提出了一种快速的去雾算法,首先通过优化滤波器直接获得高精度的透射率,避免了原算法后续的抠图处理,显著降低了计算复杂度;然后针对去雾图像偏暗、灰度分布偏离原始图像的情况,以原始图为参考,采用直方图规定化方法进行增强处理,提高了亮度,改善了去雾图像的视觉效果,与He算法相比,该算法不仅极大地降低了计算复杂度,速度提高了近5倍,而且保持了原始算法的去雾能力。

研制了输出功率达瓦级的351 nm准连续紫外激光器。激光器采用激光二极管(LD)端面抽运Nd∶YLF晶体和声光调Q技术, 实现了1 053 nm准连续基波振荡。在结构简单的V型腔中, 两块LiB3O5(LBO)晶体对基频光进行二倍频和三倍频, 获得了高功率351 nm准连续紫外激光输出。在LD抽运功率为14 W、声光调Q激光器的调制频率为 1 kHz 的工作条件下, 得到351 nm紫外激光平均输出功率为1.12 W、脉冲宽度为34 ns、单脉冲能量为1.12 mJ、峰值功率达32.94 kW。 LD抽运光到351 nm紫外激光的光-光转换效率达到8%, 电光效率为3.4%, 光束质量良好。

研制了千赫兹213 nm深紫外全固态激光器。激光器采用脉冲LD侧面泵浦方式和电光调Q技术，实现了10瓦级基频光的稳定输出。利用多次倍频技术，实现了稳定的213 nm深紫外激光输出。当LD泵浦电流为80 A时，213 nm激光输出的最大平均功率达到了151 mW，激光器重复频率为1 kHz，激光脉冲宽度为10 ns，功率不稳定度为3%。同时，对激光在非线性晶体中的偏振匹配和不同重复频率条件下的激光器运转特性进行了分析。