作为生活中最常见的液体,液态水在学术研究中具有重要的地位。但由于水对太赫兹辐射具有极大的吸收系数,长期以来它并不被视为一种合适的太赫兹辐射源。不过近年来已经有研究团队在实验上证实了飞秒激光激励液态水产生太赫兹波的可行性,并且针对这一现象机制的相关理论模型也已被提出。由此可见,对该领域的现有研究成果进行总结,对水乃至其他液体作为辐射源产生太赫兹波的研究是具有重要意义的。对液态水中太赫兹波产生这一研究领域近些年的发展进行概述,包括两种不同的液态水辐射源系统方案的实验设计、与产生的太赫兹波能量有关的因素、相关理论模型的设计思路。最后结合自身理解与当前的研究成果,对这一领域的未来发展方向进行展望。

在原向反射式激光光幕测速技术中, 针对半导体激光光源产生的激光光束散射角使得出射光幕厚度不一致、原向反射屏产生的反射光幕剩余发散角使反射光幕厚度不一致这两方面导致弹丸穿过光幕不同位置触发光幕响应时间不一致的问题, 根据几何光学原理, 对半导体激光器弧矢与子午方向建立数学模型, 设计了具有不同面型的非球面准直透镜组, 将出射光斑尺寸控制在1 mm之内且子午和弧矢方向发散角分别为0.13 mrad、0.46 mrad。出射光束经过Powell透镜一维扩束后, 形成厚度为1 mm、均匀度达到85.7%的扇形出射光幕, 经过原向反射后, 配合狭缝光阑使反射光幕有效厚度控制在1 mm。使用Zemax软件模拟弹丸过靶仿真, 弹丸不遮挡系统光幕时探测器接收到原向反射光强1.54 mW, 弹丸遮挡系统光幕时探测器接收到原向反射光强为1.03 mW。当弹丸紧贴出射光幕侧面边缘(即1 mm光幕边缘), 分别距离光源100 mm、300 mm、500 mm处的弹丸触发探测器接收到的光强大小均为1.54 mW, 显然, 光强相对于无弹丸遮挡光幕情况下没有产生变化, 证明系统有效可探测光幕厚度一致且为1 mm。该结果表明, 本研究方案具有可行性。

为实现混合Sagnac干涉仪中偏振非互易相移的检测，提出了一种高分辨率的相位解调算法。该算法中，利用波数代替波长作为输出光谱的自变量，使输出光谱转化为标准的余弦函数，进行傅里叶变换和傅里叶逆变换，计算出干涉谱的频率、干涉级次和相对相位，实现了Sagnac干涉仪中偏振非互易相移的大范围、高分辨率解调。搭建了基于混合Sagnac 干涉仪的保偏光纤温度传感器，进行了实验和相位解调研究，实验结果表明该算法可实现优于0.1 ℃的温度分辨率，并能实现室温到900℃范围温度的线性测量。

建立了局部放电引起保偏光纤(PMF)两偏振模间相位延迟变化的模型。将熊猫型保偏光纤(P-PMF)和保偏光子晶体光纤(PM-PCF)分别接入萨格纳克干涉仪进行实验研究，发现局部放电使应力型P-PMF 的相位延迟变小，使形状型PM-PCF 的相位延迟变大，且改变放电电流大小和持续时间可有效改变相位延迟调节量，为调节PMF 中两偏振模间相位延迟提供了实用技术。搭建了在线光纤波片制作装置，进行了PM-PCF 光纤1/4 波片制作的实验研究，实现了0.15°的相位延迟精度。多次实验结果表明，采用该技术可保证约0.24°的相位延迟精度。该技术具有操作简单、成本低等优点，可有效提高光纤波片的相位延迟量精度和制作效率。