为了进一步优化基于飞秒激光诱导的液态太赫兹辐射源, 设计一种飞秒激光诱导液线辐射太赫兹波的实验系统, 结合量子化学计算和飞秒激光诱导液线辐射太赫兹波实验, 研究了激发介质的微观特性和宏观特性与太赫兹电场的关系。实验与计算结果表明: 太赫兹电场与禁带宽度、偶极矩均呈负相关; 太赫兹电场随溶液浓度变化的非线性趋势与介质的密度、雷诺数有关, 太赫兹波电场的最佳体积分数为40%。

研发大功率、高能量、高效率且能在室温下稳定运行的太赫兹辐射源是太赫兹技术领域迫切需要解决的实际问题。基于瞬态光电流模型, 采用数值仿真方法研究了三色激光脉冲诱导液体介质产生太赫兹波的物理过程, 分析了相位差、强度比、波长以及脉宽对太赫兹辐射的影响。仿真结果表明: 二次谐波和三次谐波相对于基波的相位差、强度比、波长、脉宽等都对太赫兹电场有明显的影响。同时, 只有电离率随着激光电场振荡变化的隧穿电离机制才能产生瞬态光电流, 从而得到太赫兹辐射。

近几年，二类超晶格红外探测器在材料生长、器件结构设计、器件制备上经历了快速的发展，使得二类超晶格成为除碲镉汞外最受关注的红外探测器材料。本文简要介绍了二类超晶格的优势，总结了国际上二类超晶格红外探测器研究进展，回顾了二类超晶格红外探测器的技术发展历程，并分析了国内二类超晶格材料与器件中存在的技术问题。

本文系统地介绍. MBE外延生长 InAs/GaSb II类超晶格材料的界面控制方法，主要包括生长中断法、表面迁移增强法、V族元素浸润法和体材料生长法。短波(中波)InAs/GaSb超晶格材料界面采用混合(mixed-like)界面，控制方法以生长中断法为主；长波(甚长波)超晶格材料界面采用 InSb-like界面，控制方法采用表面迁移增强法(migration-enhanced epitaxy, MEE)或 Sb soak法及体材料生长相结合。讨论分析. InAs/GaSb超晶格材料界面类型选择的依据，简述了界面控制具体实施理论，以及相关研究机构对于不同红外探测波段的超晶格材料界面类型及控制方法的选择。通过界面结构外延生长工艺设计即在界面控制方法的基础上进行快门顺序实验设计，有效地提高界面层的应力补偿效果，这对于长波、甚长波及双色(甚至多色)超晶格材料的晶体质量优化和器件性能提升具有重要意义。

提出一种基于空芯光纤,兼具导电和中远红外传光性能的生物探针,实现波长5~10 μm处光的低损耗传输。采用环烯烃聚合物(COP)对探针前端进行水密封,并对封口工艺进行设计和优化。采用波长5.1 μm的光源测得长度为20 cm、内径/外径(ID/OD)为0.7 mm/1.5 mm探针的损耗为1.38 dB。通过控制封口工艺,制备不同形状的COP封口窗片,实现对输出光束的调控。通过测量不同形状封口窗片的输出光斑,分析探针的焦距及光束远场发散角,为神经科学研究和生物医学应用提供更多的途径和手段。

III-V族半导体在第三代红外探测器中扮演了重要的角色，近年来越来越受到人们的瞩目，特别是 InAs/GaSb二类超晶格已经成为除碲镉汞外最受关注的红外探测器材料。本文简要回顾了以色列 SCD公司在 III-V族红外探测器的研究历程。重点总结了 SCD关于 InAsSb nBn中波高温探测器和 InAs/GaSb二类超晶格 pBp长波探测器中的研发。

本文简要介绍了 nBn势垒阻挡结构器件的提出、发展过程。讨论了 nBn型器件的工作机理及其对暗电流的抑制机理。对比了普通碲镉汞 nBn结构器件与经过优化具备俄歇抑制特点的 NBvN结构器件的性能。总结了碲镉汞 nBn型器件势垒层设计要素及器件价带带阶消除的方法。

交联聚苯乙烯是一种热固性塑料，具有优异的介电特性和耐高压击穿能力等特性。采用基于太赫兹波空气电离相干探测法(THz-ABCD)的太赫兹时域光谱系统，测量了交联聚苯乙烯和聚苯乙烯样品在太赫兹的光谱特性，得到了其在2~13 THz频段的吸收系数、折射率等光学参数。研究结果表明：交联聚苯乙烯和聚苯乙烯的吸收谱形状相似，在6.6，9.8和12.25 THz等处存在多个吸收峰，但是交联聚苯乙烯的吸收系数在12 THz以下高于聚苯乙烯，在12 THz以上低于聚苯乙烯；交联聚苯乙烯的折射率高于聚苯乙烯，聚苯乙烯的折射率在1.58~1.59之间，交联聚苯乙烯的折射率在1.59~1.62之间。

基于电磁波与时变介质相互作用能够实现电磁波频率上转换的原理, 通过粒子模拟(PIC)方法对电磁波与时变等离子体薄层相互作用进行模拟, 实现了频率由2.45 GHz提升至130 GHz, 功率转化效率约为0.39%。探究了等离子体参数(包括等离子体密度、有限的等离子体上升时间以及等离子体薄层厚度)对频率上转换的影响。模拟结果验证了等离子体密度决定上转换频率, 与理论结果相符。模拟结果表明, 等离子体薄层厚度越大, 得到的上转换波的能量越大; 等离子体的上升时间越小, 上转换波的转换效率和频谱纯度越高。采用等离子体密度2×1020 cm-3, 等离子体厚度1 cm, 等离子体上升时间0.04 ns 可以得到可观的130 GHz上转换波输出。

为了开展高功率微波(HPM)馈源输出窗介质击穿实验研究, 设计了一种组合型X波段高功率微波(HPM)喇叭馈源击穿实验装置。装置采用变张角喇叭与可移动介质输出窗组合的结构, 通过调节变张角喇叭口面与输出窗间的距离, 使得介质输出窗内表面电场强度可调。数值模拟结果表明：在满足馈源喇叭驻波比小于1.15, E面和H面基本等化的情况下, 当调节变张角喇叭口面与介质输出窗距离在0～400 mm范围内变化时, HPM馈源输出窗上的电场强度变化为32.6~87.0 kV·cm－1, 满足了在真空度3×10－3 Pa、脉冲宽度20 ns条件下, HPM介质击穿对电场强度变化的要求。根据数值模拟结果, 设计加工了HPM介质击穿实验装置, 并成功地应用于GW级HPM馈源输出窗介质击穿实验研究。