提出了一种在晶体极化声子共振区利用级联差频在MgO∶LiNbO₃平板波导中产生高频太赫兹波的方法。不同于传统的基于两束近红外光直接差频产生太赫兹波，本文首先利用两束近红外光在周期极化铌酸锂(PPLN)晶体中产生低频太赫兹波和一系列级联光，然后将上述级联光耦合导入平板波导中，通过改变平板波导的尺寸优化各阶差频的相位失配分布，经级联差频高效产生高频太赫兹波。借助MgO∶LiNbO₃晶体极化声子共振区巨大的非线性光学系数，以及MgO∶LiNbO₃平板波导中被降低的太赫兹波吸收系数，在室温下通过输入两束强度均为100 MW/cm²的差频光，得到了频率为5 THz的高频太赫兹波，太赫兹波强度为88.2396 MW/cm²，能量转换效率为44.12%。本文为产生高频、高功率太赫兹波提供了一种全新方法，可以推动高频太赫兹波在未来高速无线通信领域的应用。

本文从量子梯度回声存储器(GEM)存储光脉冲时的麦克斯韦-布洛赫方程组出发,推导了GEM在k空间的极化声子描述及其满足的微分方程。我们解出了k空间行波通解,得到极化声子演化规律的数学表达式,加深了对已有的实验和数值模拟结果的理解。然后,我们考虑了实际原子系综量子态的退相干效应,解出了带有退相干参数的通解,发现了退相干效应对存储失真影响的定量关系。基于此,我们提出了GEM存储的一个优化方案。这个优化方案不但使存储的保真度有所提高,还缩短了翻转梯度外场与回声脉冲读取的时间间隔,为量子存储器走向实际应用提供了理论帮助。

基于非线性光学技术的THz源具有其独特的性能和优点，将基于非线性光学差频原理和光学参量效应，从理论上研究并分析THz波与抽运光、闲频光及相位匹配角之间的关系，得到THz波输出的条件和范围，并设计出宽波段连续可调的THz源。以调Q NdYAG激光器和光学参量振荡器(OPO)作为抽运源，以GaSe和MgOLiNbO3晶体作为差频非线性晶体，根据相位匹配理论及光学参量效应，搭建两套THz波产生系统。其中，基于光学参量效应的THz辐射源有效地产生出THz信号。

本文主要研究表面极化声子的喇曼散射.在探测表面极化声子的衰减全反射方法以及喇曼散射方法的基础上,借鉴了Kretchmann配置的衰减全反射喇曼散射法,提出了Otto配置的衰减全反射喇曼散射法,并以CaF_2单晶体为样品做了一系列实验.同时,本文利用了能量守恒及平行于样品表面的能量守恒关系,利用了格林函数或响应函数所推出的表面极化声子的一般频散关系,理论上给出了CaF_2-空气表面极化声子的一个唯象的频散关系.实验上用特定设计制做的一个样品架对CaF_2样品测定了它与空气界面上的表面极化声子的频散关系,比较结果,理论与实验取得了比较令人满意的一致.

本文利用格林函数和图展开方法,提出了无序材料(如玻璃)中的电磁耦合场量子理论,并由此计算和分析了SiO_2和GeO_2玻璃中光的瑞利散射及各种无序对散射贡献的大小,证实了虚温度近似中关于玻璃的瑞利散射主要起源于原子密度无序涨落的假设.本文仔细地考虑了电磁耦合场量子色散对瑞利散射损耗的影响.计算表明:对SiO_2和GeO_2玻璃,在最小损耗波长,由色散引起的偏离瑞利散射λ~(-4)规律的相对误差分别为20%和11%.