设计无人机自组网（UANET）媒体接入控制（MAC）协议时，需要考虑其控制开销和数据传输时延，结合现有无线自组网时分多址接入（TDMA）协议和UANET特点，提出一种高效低时延的UANET多跳TDMA协议。采用基于拓扑信息的时隙分配信息高效广播机制降低网络控制开销，同时采用一跳节点二次分配数据时隙以及多维度调度节点时隙分配顺序机制，降低网络平均时延，提高数据传输成功率。仿真结果表明，该协议在无人机节点移动速度较快、拓扑变化频繁时，在消息平均时延、成功率和控制开销等方面的性能优于现有无人机MAC协议。

孔径光阑耦合技术是大功率光泵气体太赫兹激光器的一种常用谐振腔设计方法。在不考虑波导对腔内模式形成的影响下, 采用传输矩阵的特征向量法, 针对孔径光阑耦合太赫兹谐振腔的腔内本征模式以及输出光束特性进行了数值模拟, 得到了该种谐振腔在不同g参数下损耗最低的几种本征模式及其相应的衍射损耗; 采用衍射积分与矩阵光学结合的方法计算了孔径光阑输出太赫兹激光的光束特性, 得到不同本征模式的远场衍射光斑及发散角。研究工作为孔径光阑耦合的气体太赫兹激光器设计提供了理论参考。

太赫兹波层析成像技术是利用太赫兹波的穿透性对样品进行旋转投影数据采集，通过层析重建算法获得样品的二维横截面图，并实现样品的三维内部结构图的重构。本文介绍了基于面阵式探测器连续太赫兹波层析成像系统。该成像系统的优势在于利用了面阵式探测器记录二维投影数据，相比扫描层析成像系统，提高了投影采集速率。为了获得高精确度的二维投影数据，利用角谱衍射传播算法将二维投影图传播至样品后表面，实现抑制太赫兹波在物体外部衍射效应，最终利用滤波反投影算法重建出高保真的样品三维内部结构图，并进一步探索了基于面阵式探测器的连续太赫兹波层析成像技术在无损检测和安全检测上的可行性。

针对紧凑型光泵气体太赫兹激光器(OPTL)技术, 设计并研制了全金属波导结构的气体太赫兹(THz)激光器原理样机.THz激光器工作介质为CH3OH气体, 最佳工作气压30 Pa, 在波长9.69 μm、连续功率44 W的9P(36)支 CO2激光泵浦下, 实验测得在2.52 THz频点输出功率150 mW, 光子转换效率为8.4%.研究THz激光输出功率与CH3OH工作气压、泵浦光功率的关系、以及THz激光输出稳定性, 并通过压电陶瓷对THz激光腔长进行精密调节, 同时测量输出功率的变化情况, 讨论了金属波导THz激光器的纵模特性.实验工作与结果为下一步紧凑型折叠波导腔全金属OPTL的研制提供了参考.

为追求光泵气体THz 激光器更高的输出功率和更好的光束质量，设计制作了金属网栅输出耦合镜，金属网栅输出耦合镜相比传统的小孔输出镜具有很多优势。详细描述了金属网栅输出耦合镜的结构，研究了金属网栅的理论模型。选择g /2a =76 μm/20 μm 和g /2a =76 μm/10 μm 这2组参数制作了金属网栅输出耦合镜，利用远红外傅里叶光谱仪对其THz 波段的透过率进行测试，根据计算仿真得到结论：随着金属网栅线宽2a 的增大，金属网栅的THz 辐射透过率增大。

利用太赫兹大气传输衰减模型, 比对太赫兹时域光谱系统的实验结果, 结合最新的HITRAN数据库, 发展了一个适用于纳米尺度的太赫兹信道分析模型。提出了一个0.1~5 THz宽的信道, 分析了此信道在纳米尺度的传输损耗和最大传输数据率。研究结果表明, 在纳米尺度0.1~5 THz宽的信道的传输数据率达几百Gbit/s, 随着天线增益等硬件性能的不断提升, 信道的最大传输数据率将达Tbit/s, 此研究对于纳米器件之间的快速、大数据量的信息共享具有重要的参考价值。

基于宽带太赫兹(THz)波的短距离宽带高数据率无线通讯是可行的。利用THz波大气传输衰减模型和经验的水汽连续体吸收,结合HITRAN数据库,发展了在THz频段电磁通信的一个新的传输模型,形成了对宽频THz波在地表真实大气中水平传输衰减、路径损耗和信道容量的数值模拟能力；提出了100~900 GHz频段的五个可行的通信信道。相比低于100 GHz的无线通信频带,虽然这五个信道具有的更大的自由传输衰减损耗，以及大气分子和水滴吸收衰减降低了通信数据率,但通过增加发射和接收天线增益,仍然可以在短距离实现THz低频带尤其是100~500 GHz的高数据率无线通讯。

针对二氧化钒(VO2)薄膜在可调谐太赫兹功能器件中的应用,采用磁控溅射法在K9玻璃衬底上制备了VO2薄膜,并用X射线衍射(XRD)对薄膜的晶相进行表征。利用配备加热装置的太赫兹时域光谱系统(THz-TDS)研究了薄膜样品在变温过程中的THz反射、透射光谱特性及其变化规律。实验结果表明,随着加热温度的升高,VO2薄膜发生半导体-金属相变并对宽频段THz波产生显著的调制作用。调制深度明显依赖于THz频率,薄膜样品对THz波反射功率、透射率的幅度调制深度在0.3~0.5 THz范围波动较大; 对THz波的透射率在低频处较大,高频处较小,调制深度在35%~65%之间变化。该薄膜制备简单,质量高,可应用于太赫兹开关和调制器等功能器件。

采用太赫兹时域光谱技术对传统中国壁画的部分制作流程进行了分析，获得了壁画制作每个流程的太赫兹时域反射谱。研究了传统中国壁画在0.2～1.0 THz频率范围内的太赫兹光谱特性，得到了其在室温环境下的太赫兹吸收谱和折射率。结果表明，各样品的折射率平均值和吸收系数的峰值频率差异显著。研究结果能为太赫兹时域光谱技术在壁画信息提取领域的应用提供参考。

采用全矢量有限元法,仿真设计了一种工作在2.5 THz频段的中空芯太赫兹光子晶体光纤,用环烯烃聚合物材料(COC)制备了光纤样品,利用CO2激光泵浦气体太赫兹源搭建了测试平台并对光纤的太赫兹波传输性能进行了测试.实测光纤最低损耗0.17 dB/cm、平均损耗约0.5 dB/cm,在弯曲90°情况下光纤传输损耗波动小于5%,具有良好的可弯曲性;光纤输出端口的模场分布测试结果表明,光纤是以主模进行传输,太赫兹能量很好地被束缚在光纤芯中.