提出了一种合成孔径激光成像雷达（SAIL）的二维匹配滤波成像算法，对利用单频本振激光与线性调频信号光外差接收得到的SAIL目标回波信号同时在距离向、方位向进行相位二次项匹配滤波以实现目标成像。给出了单频本振信号外差接收情况下的单一分辨单元的二维数据收集方程，并对SAIL二维匹配滤波成像算法进行了数学描述，具体分析了矩形和圆形天线孔径下的成像分辨率，给出了此算法对模拟SAIL回波信号的成像处理结果。

提出了合成孔径激光成像雷达（SAIL）的二维傅里叶变换成像算法，即对回波信号进行顺轨向相位二次项共轭补偿后直接实施二维傅里叶变换。归纳了啁啾光源侧视SAIL，平移二次项波面直视SAIL和偏转平面波面直视SAIL的数据收集方程，采用连续变量和函数说明了算法的成像过程，并分析了矩形和圆形天线孔径下的成像分辨率，最后给出了离散傅里叶变换的表达形式。算法中交轨向和顺轨向的时间域数据均直接变换到频率域成像，给出了圆形孔径天线SAIL的随交轨向变化的顺轨向成像分辨率的解析解。

太赫兹脉冲经时空整形后常被用在太赫兹光谱和成像上。用三维时域有限差分法模拟了矩形和圆形孔径的整形效应, 模拟结果表明有限厚度矩形和圆形孔径对太赫兹脉冲能实现有效的整形和滤波。当矩形孔径长边垂直于入射波的偏振方向时, 矩形孔径有较好的整形和滤波作用, 当矩形孔径长边平行于入射波的偏振方向时, 几乎没有明显的整形和滤波作用。圆形孔径具有比矩形孔径更加显著的整形和滤波作用。这些模拟结果用平面光波导理论可以得到很好的解释。

基于合成孔径激光成像雷达(SAIL)二维数据收集方程和成像算法, 研究了圆形孔径和矩形孔径光学望远镜天线的方位向成像分辨率, 导出了点扩展函数的解析表达式, 分析了理想成像点尺寸及其光学足迹中心偏离、相位二次项匹配滤波失匹、空间采样宽度、采样周期等的影响; 也研究了距离向成像分辨率并分析了非线性啁啾补偿等的影响。对于各种影响因素都给出了数学判据, 特别是发现了矩形孔径的光学望远镜可以产生适合于SAIL扫描方式的矩形光学足趾并消除方位向分辨率不均匀降低, 可以设计最佳的矩形孔径的尺度分别控制光学足趾在方位向及其垂直方向上的尺度, 得到大扫描宽度和高方位向分辨率; 也发现了目标外差延时必须尽量小以克服非线性啁啾和初始光频不稳定性相位误差。

用亥姆霍兹－基尔霍夫积分定理和基尔霍夫边界条件，推导出了平面波经小圆孔非傍轴衍射时轴上强度的简单解析表达式，研究了平面波经小圆孔后整个衍射空间非傍轴的轴上光强分布．给出了计算圆孔菲涅尔数的精确公式，重新检查了通常的菲涅尔数公式的有效性．数值计算显示，应用解析表达式所得的结果与应用衍射积分公式所得的结果完全一致．