比较了宽带天线和窄带天线的优缺点，设计了一种用于太赫兹无线通信的双频天线.其是由两个分层且垂直分布的偶极天线组成，两天线处于高度不同的介质层上以避免互相干扰和短路，并具有各自的THz扼流圈以提高性能.上层天线通过介质层开孔处的金属探针连接到低温砷化镓衬底，实现了和下层天线共用一个光照区.上层和下层天线尺寸不同，具有不同的工作频率，在各自的偏置电压回路控制下，不需要调整泵浦光就能实现垂直偏振的双频工作.通过调整尺寸，还可使工作频率落在不同的大气窗口内.在0.21 THz、0.35 THz、0.41 THz、0.68 THz、085 THz和0.93 THz等大气窗口内，其保持了偶极天线在单频点具有较高性能的优点: 最佳总效率分别为149%、28.4%、33.9%、28.4%、21.6%和19.8%，最大实际增益分别为2.99 dB、10.6 dB、11.8 dB、18.4 dB、18.2 dB和18.3 dB.

为了将光子混频的连续太赫兹波透射成像系统应用于样品厚度检测中，采用该系统获得的相位信息对样品进行了2维厚度测量。利用两个外腔半导体结构的激光器搭建了基于光子混频的连续太赫兹波透射成像系统，并利用X-Y 2维电动平移台放置样品进行点点扫描成像。该系统可同时获得样品的幅度信息和相位信息，在太赫兹波辐射频率0.47THz时，系统信噪比可达68dB。计算得出的厚度值与实际样品的厚度值最大相差0.02mm；另外还分析了平行平面样品干涉效应和样品不同透射强度对厚度测量的影响。结果表明，样品折射率越高，平行平面干涉效应对厚度测量影响越大；样品透射系数越大，测量精度也越高。当样品太赫兹波透射系数大于0.5时，厚度测量精度优于2.0%。

基于光子混频原理及相干探测技术，利用外腔半导体激光器及一种蝶形交指结构低温砷化镓光电导天线，搭建了一个可调谐连续太赫兹波辐射探测系统。在室温条件下，实现了连续太赫兹波的产生及探测，其连续太赫兹波输出的线宽优于1 MHz。在频率小于0.70 THz时, 实验获得的系统信噪比均在50 dB以上。在频率为0.50 THz处，系统信噪比为64 dB。另外，还实验研究了辐射太赫兹波电场强度与光电导天线偏置电场的关系，讨论了外腔半导体激光器模式对连续太赫兹波辐射的影响。

针对连续太赫兹光电导天线辐射功率较低的缺点，利用有限积分方法对三种常用的光电导天线，包括偶极天线、蝶形天线和螺旋天线，进行数值模拟并分析比较其辐射阻抗特性.仿真结果表明，偶极天线的辐射阻抗与偶极长度、宽度、电极间隙以及传输线宽度有关，且在其谐振频率存在峰值阻抗，适用于特定频率的太赫兹波辐射.蝶形天线和螺旋天线在所研究的太赫兹波段具有近似稳定的辐射阻抗，广泛应用于宽带领域.对带有交叉电极的电极间隙进行计算，结果表明由交叉电极引入的附加电容降低了天线的高频阻抗.