为获得太赫兹波对碳类烟幕的穿透特性, 采用压片法分别将不同比例混合的石墨粉和KBr、碳黑粉和KBr进行压片, 利用太赫兹时域光谱仪在0.2~1.1 THz频率范围内测试压片样品的太赫兹透射光谱, 进而获得样品在该频率范围内的吸收系数。研究发现: 随着频率的增大, 样品的吸收系数均逐渐增大, 且在同一频率处, 其均随碳类粉末掺杂比例的增加而增大; 与石墨相比, 相同掺杂比例的碳黑样品具有更大的吸收系数。结果表明, 太赫兹波具有较强的穿透石墨烟幕的能力, 但其对碳黑烟幕的穿透能力较弱, 利用碳黑有望进行太赫兹波段烟幕的研制。

为获得目标和场景的偏振信息, 基于线偏振片和声光可调滤波器(AOTF)设计了一套高光谱偏振成像系统。文中从AOTF的工作原理出发分析其偏振等效关系, 随后给出了探测系统的具体结构, 并对其光学系统的各元件进行了合理的参数配置。最后, 利用设计的成像系统对林地背景中的涂覆三种不同颜色涂层的铝板进行了高光谱偏振成像实验, 获得了场景的高光谱信息和偏振信息, 并通过数据处理得到涂层与背景之间的强度对比和偏振对比特性。结果表明: 涂层与自然背景的偏振特性存在一定程度的差异, 对于不同自然背景中的目标, 通过选择与背景特性差异较大的若干波长或波段, 利用合适的探测方式进行探测, 有利于实现快速准确的目标识别。

覆盖于高温目标表面的光子晶体红外涂层可实现对目标红外辐射的抑制，而太赫兹波所具有的强穿透特性使其对该类目标的探测成为可能。以相关文献中设计的光子晶体涂层为例，采用特征矩阵理论对0.3~3 THz频率范围内的太赫兹波在该类涂层中的传输特性进行理论计算和分析，重点研究了不同入射角度的太赫兹波在该类涂层中的传输特性。研究发现，上述太赫兹波段处于光子晶体的带隙之外，0.3~0.5 THz频率范围内的太赫兹波对该类红外涂层具有较强的穿透特性，其光谱透过率大于90%；而在2.4~3 THz范围内，其在涂层上具有较强的反射，且整个波段内的吸收率小于0.2%。当入射角小于60°时，其对太赫兹波的传输特性影响较小；进一步增大入射角，其透过率逐渐降低，而反射率逐渐增大。研究结果证明了利用太赫兹波进行涂层覆盖目标探测的可行性，有望利用太赫兹雷达探测弥补红外探测系统的不足。

为了研究等离子体产生时的气体击穿特性，利用低气压条件下气体击穿场强阈值模型，分析了He、Ne、Ar、Kr、Xe和Hg蒸汽等6种典型放电气体的击穿阈值随入射波频率、电子温度、气体压强以及气体温度的变化规律。结果表明: 气体击穿阈值随气体压强的增大而减小，随气体温度、电子温度和入射脉冲频率的增大而增大。气体压强和入射频率对击穿阈值的影响大于气体温度和电子温度，在所考虑的范围内，气体压强对击穿场强的影响约为100 V/m，入射脉冲频率对击穿场强的影响为50~300 V/m，气体温度和电子温度对击穿场强的影响为20~30 V/m。当考虑气体压强、气体温度以及电子温度等因素的影响时，各种气体的击穿场强阈值产生的变化规律相类似；但考虑入射频率的影响时，不同气体的击穿场强阈值差异很大。在所考虑的典型放电气体中，Xe具有最低的击穿场强阈值，He的击穿阈值最大。

为研究发光等离子体对高功率微波的防护性能, 建立了一维条件下等离子体与高功率微波相互作用的物理模型, 并采用数值仿真得到了不同条件下的微波透射效果, 分析了发光等离子体对高功率微波的防护性能。随后, 实验研究了双层柱状等离子体阵列对6 GHz高功率微波脉冲的透射效果, 实验结果与仿真结果相符, 说明高功率微波的入射使等离子体产生了非线性效应。实验结果还表明, TE极化时的防护效果要优于TM极化时的防护效果; 等离子体击穿场强阈值随电场作用空间的增大而减小; TE极化时等离子体对高功率微波脉冲的屏蔽效能最高可达13 dB, 且随入射功率的增大而进一步增大。

低发射率光子晶体(PC)具有高反射特性, 在高温环境的强烈照射下, 高反射光子晶体会成为亮目标。为了使光子晶体具有环境适应性, 使之在相当宽的照度范围内都能与背景融合, 对光子晶体的特性进行了深入研究。采用改变光子晶体周期数的方法, 设计并制作了发射率分别为0.116、0.212、0.307、0.519、0.606、0.718的6种光子晶体, 拼接成4块光子晶体迷彩(PCpp), 并将其覆盖在仿真目标上。用8～14 μm热像仪观察目标和背景, 并记录各个时间点的平均辐射温度数据, 利用辐射温度来计算目标和背景之间的欧式距离和目标在此背景下的伪装效率。对比结果发现, 发射率为0.212、0.307和0.606的光子晶体迷彩在温度范围为292～302 K的条件下, 该光子晶体迷彩的平均温度与草地背景温度的欧式距离为12.55 K, 极限温差ΔT0为4 K时的伪装效率为76.92%, 能够使目标和背景很好地融合。

为实现飞行器高温部分的红外与激光兼容伪装, 设计了一种基于一维光子晶体的近中红外与1.06 μm和1.54 μm激光兼容隐身材料。基于薄膜的传输矩阵法和异质结构理论, 拓展了光子晶体的禁带宽度, 使之覆盖近中红外波段; 随后, 利用掺杂原理, 在光子晶体周期结构中引入了两种缺陷。结果显示, 在1~5 μm的带隙中出现了波长分别为1.06 μm和1.54 μm的缺陷模, 反射率分别为1.21%和1.79%, 这种具有“光谱挖空”特性的光子晶体可以实现近中红外与1.06 μm和1.54 μm激光兼容隐身。

为获得太赫兹波对常见衣物布料的穿透特性, 基于布料的物理结构以及太赫兹波传输的影响因素, 建立了常见布料的太赫兹波传输模型, 计算获得了不同相对湿度条件下典型太赫兹波长对布料的透过率。随后, 利用太赫兹时域光谱系统对棉质布料样品进行透射实验测试, 获得了布料在0.1~2 THz范围内不同相对湿度条件下的透过率。通过理论计算结果与实验测试结果的对比分析, 验证了该传输模型的有效性, 获得了太赫兹波对常见棉质布料的穿透特性。此外, 在30%相对湿度条件下, 实验研究了多层棉质布料的太赫兹透射特性。研究结果表明, 在可见光波段“不透明”的衣物布料, 利用太赫兹波可实现良好的“透视”, 但其对布料的穿透特性一定程度上受到环境相对湿度的影响, 该研究对于衣物内隐藏危险物品的快速检测具有重要意义。

基于Mie散射理论计算获得烟幕对337 μm太赫兹波的衰减特性，并与其对传统的1.06 μm激光、3~5 μm和8~12 μm的热红外波段的衰减特性进行了对比。结果表明：石墨烟幕对337 μm太赫兹波的质量消光系数比其他波长和波段小1~2个数量级。选取两种不同粒径的石墨烟幕在上述波长和波段上分别进行消光特性实验，获得了两种烟幕在各波长和波段上的质量消光系数。实验结果表明：两种烟幕对337 μm太赫兹波的质量消光系数均小于0.045 m²/g，且远小于其他探测波长和波段，说明波长更长的太赫兹波具有更强的穿透烟幕的能力。