太赫兹波低频段辐射计在地球大气和分子探测中的需求不断增加。在微波电开口谐振环等效电路模型及其谐振特性仿真设计的基础上, 将微波谐振结构和传统带状线偶极子光电导天线结合, 提出了新型微结构光电导天线, 具有频率调节灵敏度高、谐振特性明显的优点。加工了不同尺寸的新型光电导天线和常规的带状线偶极子光电导天线实物, 并进行了实验对比研究。两种类型的太赫兹辐射频谱明显不同, 新型光电导天线由于微结构电开口谐振环的双频谐振特性出现了两个谐振峰, 3 dB相对带宽约为50%, 得到了窄带特性; 而传统光电导天线只有单峰, 3 dB相对带宽为93.07%, 显然为宽谱特性。对于新型光电导天线的仿真和实测吻合较好, 调节微结构天线的谐振环臂长可以获得较大的峰值频率移动相对值, 从而也验证了理论模型、谐振单元仿真结果的有效性。

研究了GaAs工型偶极子光电导天线(PCA)结构参数对THz辐射特性的影响。首先利用DL(Drude-Lorentz)模型得到了光电导天线的电流解析解，结合时域有限差分(FDTD)进行半解析半数值仿真，有效地解决了纯解析解(通过光电流对时间求导数可以得到辐射的THz的相对强度)无法和PCA结构直接对应的仿真问题，也较直接全波FDTD方法计算效率高。接着，利用偶极子光电导天线的等效电路模型和等效源阻抗公式，结合实际的PCA参数，分别得到了PCA阻抗和源阻抗，说明了由于源阻抗很低，导致匹配效率较低。最后，综合考虑数值仿真结果和理论计算结果可证明，工型偶极子光电导天线的辐射效率会随着其长宽比的增加而相应增加，该结论与相关文献实测结果吻合，从而也验证了文中FDTD仿真结果、理论模型及计算结果的有效性。

利用转移矩阵方法计算了双面金属包覆单轴晶体波导结构中的色散曲线、反射谱。 结果表明,双面金属包覆结构使波导可以被自由空间光场激发;单轴晶体的光轴取向能对 该结构中的波导模式进行调控,使入射光波中的Ey、Ez分量发生相互转换耦合, 从而在波导层中形成杂化模。通过调节耦合金属层厚度可控制出射光偏振状态, 实现TE线偏振入射光向TM线偏振反射光的转换以及线偏振入射光向圆偏振反射光的转换。

Light propagation through a metal/nonlinear dielectric material/metal (M-NL-M) structure is numerically studied. The design parameters of the M-NL-M structure are found with the waveguide theory so that the structure only supports the symmetric surface plasmon polaritons (SPP(0)) mode and the antisymmetric surface plasmon polaritons (SPP(1)) mode. The coupling between the two modes within the M-NL-M structure is exploited. Through controlling the propagation constants of the two modes with the intensity-dependent dielectric constant of the nonlinear Kerr material, an effective all-optical control of plasmonic signal modulator can be realized with this M-NL-M structure.

表面等离子体(Surface plasmons, SPs) 是近年来国际上研究的一个热点。SPs 具有空间局域性，局域场增强等特点，可以用来增强发光二极管(Light-emitting diode, LED) 的发光效率。利用表面等离子体场局域性质，在共振时SPs 有很高的态密度，这能够影响发光中心的辐射速率，提高发光中心的内量子效率;并且可以制作合适的结构，控制光的出射方向，提高发光二极管的提取效率。近年很多研究小组研究了SPs 增强发光效率的物理机理，并得到一些很好的结果，本文对现阶段的研究进展进行综述。