为了提高太赫兹通信天线的增益和定向性, 提出了“井”字堆叠型透镜天线。该透镜天线工作在太赫兹第一大气传播窗口内, 由初级馈源天线和透镜两部分构成。设计了角锥喇叭天线作为透镜天线的初级馈源; 根据菲涅耳-基尔霍夫衍射理论和傍轴近似条件设计了“井”字堆叠型透镜用于聚焦太赫兹波, 并分析了透镜结构在平面波入射时的聚焦场分布。利用控制变量法分析了透镜天线的全波周期和焦径比等结构参数对其远场辐射性能的影响。对所设计的透镜天线进行了实物加工和测试。实验结果表明: “井”字堆叠型透镜天线的加工和组装工艺简便, 具有对称的辐射模式, 在320~380 GHz的工作频段内的增益高于26.4 dB, 3 dB主瓣宽度低于4.8°, 基本满足太赫兹通信系统对天线的高增益和强定向性等要求。

为获得高功率激光输出，设计了激光束多棒环形并接放大器。运用基尔霍夫衍射理论对多棒并接环形放大器模型进行分析，建立了多棒并接环形放大器输出激光传播情况的理论模型，利用Matlab软件模拟计算并绘制了经过放大器放大后，激光光束传播时的光强分布图。计算结果表明，采用多棒环形放大器，由于衍射的作用，轴线中心的光强得到了加强，实现了对空心高斯光束的放大。

对近轴近似条件下求解亥姆霍兹方程得到的高斯光束显式传播公式做了分析,同时,基于基尔霍夫衍射理论,在菲涅耳近似的条件下给出了相应的高斯光束在远场的传播公式,在此基础上,对近轴近似条件做出了定量分析,给出了这个近似条件引入的误差,提出了一种计算高斯光束远场分布的修正方法,并采用有限差分光束传播方法(FD BPM)来检验各种方法的准确性。把这种修正方法应用到平面光集成波导器件,如阵列波导光栅(AWG)、蚀刻衍射光栅(EDG)等器件的设计和模拟中,可以大大降低工作的复杂性,同时可以得到精确的结果。