研究了太赫兹散射式扫描近场光学显微镜（Terahertz scattering-type scanning near-field optical microscopy，THz s-SNOM）对亚表面金属微纳结构的显微成像检测。首次采用自主搭建的THz s-SNOM系统对表面覆盖了六方氮化硼薄膜的金微米线进行太赫兹近场显微测量，获得了具有纳米量级空间分辨率和较高对比度的近场显微图。结合全波数值模拟，分析了THz s-SNOM探测亚表面金属微纳结构的空间分辨率、近场散射信号强度和成像对比度。研究表明，THz s-SNOM具有优良的亚表面显微成像检测能力，可应用于微纳电子器件的亚表面结构表征和缺陷检测。

由于太赫兹面阵探测器像元数少，且目标像素数较少，全息图的衍射效应明显，因此其重建较可见光全息图重建困难。研究两种将深度学习用于二维连续太赫兹同轴数字全息振幅重建的方法，并与传统的角谱法（ASM）和带切趾的振幅约束相位恢复算法（APRA）进行对比。第一种是端对端的U-net网络重建方法（H-UnetM），即网络输入图像为全息图；第二种是角谱法加U-net网络重建方法（AS-UnetM）。仿真研究表明，对于记录距离15~20 mm、分辨率0.3~0.5 mm目标的2.52 THz全息图，AS-UnetM重建优于APRA，而H-UnetM仅优于ASM但不如APRA。最后通过真实实验加以验证，结果表明H-UnetM能够重建目标，但部分背景噪声也被突出，而采用AS-UnetM在目标附近的重建效果最佳。

太赫兹波在生物学和危爆物检测等领域有广泛的应用前景，但其在成像上会受到探测器灵敏度的限制。搭建一套基于太赫兹量子级联激光器的自混合相干成像系统，将全息成像技术与自混合干涉测量相结合，实现太赫兹波段的大景深成像。利用自混合收发一体的特性，在不同偏焦程度下，对分辨率板上每毫米2个线对的区域进行二维成像，在偏焦56倍波长条件下得到与焦平面处相同的图像对比度。

因安全隐蔽性和衣物穿透性等特点，被动太赫兹成像已用于关键场所的人体安检。多极化成像可丰富信息维度，提升系统性能。针对极化模式难以选择和多极化图像特性尚不明确等问题，全面评估用于被动太赫兹成像检测的多极化图像质量。首先，分析人体和隐匿物品的任意极化太赫兹辐射亮温模型；然后，通过成像实验和仿真模拟获得4个线极化图像，并计算分析6个极化参数图像；接着，利用传统全局无参考评价指标对比分析多极化图像；最后，采用受试者工作特征（ROC）曲线和差异信噪比（DSNR）定量评估用于检测的局部图像质量，并通过观察者主观评价统计实验验证了若干全局和局部指标的合理性。结果表明，合理选择极化并融合多极化对提升成像检测性能具有重要意义。

太赫兹（THz）技术在下一代移动通信技术、雷达成像技术、物质波谱识别、大气遥感和射电天文学等领域有着广泛的应用前景，其中，能够主动调控太赫兹波幅度、相位和频率等特性的调控器件已成为影响太赫兹技术实际应用的关键器件之一。空间光太赫兹调制器（STM）作为一种典型的空间型波前调控器件，在波束偏转、波束扫描、特殊波束赋形，甚至相控阵技术等方面有着重要的应用。总结、分析和归纳了近年来电控STM和光控STM的主要研究进展，重点介绍了实现技术更简单、工艺成本更低的半导体基全光STM。详细总结了这种全光STM的调制机制和计算模型，系统总结了基于全光STM实现的太赫兹功能器件以及在太赫兹成像技术中的最新研究进展，讨论了全光STM存在的局限，并针对改善调制效率、降低器件插入损耗、提高激光利用率等方面提出多种新型器件结构。最后，对全光STM未来的发展趋势进行了展望。

太赫兹（THz）波是频率范围在0.1~10 THz的电磁波，具有低能性、宽带性、指纹光谱、对水敏感等特点。随着太赫兹技术的发展，太赫兹成像技术在生物医学诊断、无损检测和安检等领域表现出许多独特的优点，得到了越来越广泛的关注。主要概述目前常用的太赫兹成像技术，详细介绍脉冲太赫兹成像技术、连续太赫兹成像技术、太赫兹近场成像技术及太赫兹实时成像技术的发展现状，并介绍太赫兹成像技术在安全检查、无损检测和生物医学领域的典型应用，最后对太赫兹成像技术的未来发展进行展望。

针对传统Canny算子在滤波时会模糊边缘且需要人工设置高低阈值的缺点，提出了一种基于三维块匹配的改进自适应阈值Canny边缘检测算法，并用于太赫兹三维层析成像。该算法一方面对滤波方法进行了改进，用三维块匹配 (BM3D) 滤波算法结合引导滤波算法代替高斯滤波算法以减少图像边缘信息的丢失；另一方面，针对传统人工设定阈值的不确定性，将梯度图进行块匹配后对三维图像块组使用最大类间方差法 (OTSU) 以自适应确定高低阈值。最后利用该算法对含有噪声的图像进行边缘检测处理，发现在高斯噪声方差为20时滤波后的峰值信噪比(PSNR) 从22.202提升至27.151，验证了该算法去除噪声的有效性。三维块匹配改进自适应阈值Canny边缘检测算法 (BM-OTSU-Canny) 减少了错误边缘的数量，同时保留了连接性较好的边缘点，改善了边缘细节信息的提取效果。

近年来，太赫兹成像技术在多个领域具有广阔的应用。一套完整的太赫兹成像系统的数学模型是非常有必要的。基于点扩散函数的太赫兹图像增强模型是很好的选择。该方法将目标函数与点扩散函数进行褶积，实现了太赫兹图像的模拟传输。然后根据光学成像的过程，计算成像系统的点扩散函数。最后，基于点扩散函数对图像进行反褶积增强。该模型用于探测图像增强的结果表明，该方法有效地提高了图像的分辨率。恢复的映像包含更多细节。