太赫兹（THz）技术在下一代移动通信技术、雷达成像技术、物质波谱识别、大气遥感和射电天文学等领域有着广泛的应用前景，其中，能够主动调控太赫兹波幅度、相位和频率等特性的调控器件已成为影响太赫兹技术实际应用的关键器件之一。空间光太赫兹调制器（STM）作为一种典型的空间型波前调控器件，在波束偏转、波束扫描、特殊波束赋形，甚至相控阵技术等方面有着重要的应用。总结、分析和归纳了近年来电控STM和光控STM的主要研究进展，重点介绍了实现技术更简单、工艺成本更低的半导体基全光STM。详细总结了这种全光STM的调制机制和计算模型，系统总结了基于全光STM实现的太赫兹功能器件以及在太赫兹成像技术中的最新研究进展，讨论了全光STM存在的局限，并针对改善调制效率、降低器件插入损耗、提高激光利用率等方面提出多种新型器件结构。最后，对全光STM未来的发展趋势进行了展望。

研究了表面化学硫硒钝化技术对砷化镓基光控太赫兹调制器件性能的增强效应和机制。实验表明, 硫硒钝化能有效地去除砷化镓表面氧化物, 减少表面复合中心, 从而改善砷化镓的表面状态。钝化后, 光致发光 (PL)强度显著增强, 是参考砷化镓基底的 6倍。同时, 钝化效应可以显著提升砷化镓中少数载流子的寿命, 可达 2.2 ns。表面钝化效应可以显著提高砷化镓基太赫兹调制器的调制性能, 在 3 mW激光功率下测得调制深度为 41%, 调制速率为 88.81 MHz。该光控太赫兹调制器在低功率下具有高调制深度和调制速率, 在太赫兹通信领域有巨大的应用潜力。

研究了由微米金字塔阵列和纳米级氧化铝 (Al2O3)薄膜构成的微纳复合结构对硅基光控太赫兹调制器调制性能的增强效应和机制。实验表明，相对于半导体硅片，硅表面的微米金字塔阵列能够显著减少激光反射率，提高对激光的利用率，且能增加太赫兹波的调控面积。更重要的是，金字塔阵列上沉积的纳米级厚度 Al2O3薄膜还能进一步降低激光反射率，并能明显提升太赫兹波的调制效果，在 95.5 mW/mm2的激光功率密度下，其调制深度可达 91.2%。该光控太赫兹调制器在低激光功率下拥有高调制深度，在太赫兹成像和通信领域都有巨大的应用潜力。

为解决主流太赫兹成像技术在成像速度、分辨力、清晰度以及制造成本等方面存在相互制约的问题，提出一种基于光控型空间调制器的太赫兹波快速成像技术。这一技术利用新型硅基太赫兹调制材料与数字微镜阵列器件 (DMD)的集成，实现了基于单像素太赫兹探测器的快速成像，进一步分析了太赫兹波束分布特性和高斯背景对成像效果的影响，并提出了有效的优化方法。实验结果证实这种新型技术能够显著提高成像分辨力和清晰度。

利用非线性光环形镜(NOLM)的可饱和吸收特性实现了可自启动的2 μm全光纤高能量被动锁模掺铥光纤激光器。当泵浦功率大于3 W时,激光器工作在连续或不稳定脉冲运转状态；泵浦功率达到4.69 W后,输出为自启动锁模脉冲,重复频率4.26 MHz,中心波长2 061.5 nm,光谱半极大宽度18.1 nm,平均输出功率8.8 mW；继续增加泵浦功率到最大值7.56 W,可以得到中心波长2 062.2 nm、光谱半极大宽度17.1 nm、斜率效率为6.2%、脉冲宽度和能量分别为424 fs和65.6 nJ的稳定锁模脉冲。这是目前已报道的在未经放大情况下脉冲能量最高的2 μm锁模脉冲光纤激光器。