采用电磁场有限元方法, 数值模拟了孔径型扫描近场光学显微镜(aperture Scanning Near-field Optical Microscopy, a-SNOM)在照明模式下的工作过程.针对金偶极天线结构, 改变天线 长度和纳米间隙尺寸, 计算了a-SNOM探针孔径的远场辐射速率随探针端面中心坐标变化的扫描曲线, 实现了超越a-SNOM探针通光孔径尺寸的天线金属纳米间隙的超分辨测量, 对于100 nm通光孔径的 探针, 可分辨最小尺寸为10nm(0.016倍波长)的金属间隙.通过对比金属和介质偶极天线的a-SNOM探针远场辐射速率测量的计算结果, 表明天线金属纳米间隙的超分辨测量的实现是由于金属间隙表面 等离激元的激发.

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.

为了提高太赫兹辐射强度, 设计了带THz扼流圈的偶极天线阵列.模拟结果表明, 增加直线阵的阵元数对平均匹配效率影响很小, 却能线性增加相干辐射强度.加入THz扼流圈可减小进入到传输线的交流分量, 进而减小共振频率的偏移, 使平均匹配效率提升了两倍.相比于网格排列的平面阵, 交错排列的阵元在垂直方向上具有更小的耦合, THz发射谱更窄.通过使用聚酰亚胺透镜代替硅透镜, 可有效提高输入电阻, 并将总效率由25%提高到35%.

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.

提出了在飞秒锁模钛宝石激光器腔内产生太赫兹辐射的新设计方案,并给出了太赫兹产生器件的结构参数以及器件的设计原理.新设计的器件把光电导太赫兹偶极天线发射器与飞秒钛宝石激光器的可饱和Bragg 反射镜结合在一起,不仅可以提高太赫兹辐射的产生效率,而且可以使飞秒钛宝石激光器自启动锁模.