基于太赫兹时域光谱（THz-TDS）系统，使用两个相互垂直的光电导天线构建了1×2 GaAs光电导太赫兹源阵列。通过调控各个阵元的偏置电压，对其辐射太赫兹波的偏振方向进行研究。结果表明：在已实现光电导发射天线阵列的高效合成以及可同时检测脉冲太赫兹波的振幅、相位及偏振态的探测天线的基础上，通过调控各个阵元的偏置电压分别改变了平行和垂直两个阵元辐射太赫兹波的强度；经过1×2 GaAs光电导太赫兹源阵列在远场的同步合成，可产生不同偏振方向的脉冲太赫兹波，实现了以全电控的方式产生任意偏振方向太赫兹波的光电导太赫兹辐射源。

以有机分子RM734为代表的液晶体系是一种具有铁电特性的向列相液晶。为了探究其光刺激响应能力，本文对该液晶分子进行了紫外-可见吸收光谱测量以及UV光照实验。结果表明，当处于低温铁电向列相时，液晶分子在357 nm处有吸收峰，峰值吸光度高达1.74。光照实验现象说明其在365 nm波段的UV光诱导下进行光降解反应的同时能够发生等温相变，从低温铁电向列相相变为高温传统向列相，这种相变行为是可重复的。进一步实验结果显示，改变入射线偏振光的偏振方向或者光强大小能够调控相变速度。具有光响应能力的铁电向列相液晶一定程度上具有可控性，这扩宽了铁电液晶的应用范围，为其光学器件的应用提供了新思路。

在介绍偏振三维成像机理、四孔径偏振三维成像仪组成的基础上，开展四孔径相对偏振方向对偏振三维成像精度影响分析，确定四孔径相对偏振方向精度要求。制定了四孔径镜头偏振片相对偏振方向定标方法和四孔径偏振三维成像仪相对偏振方向定标方法，搭建了定标装置，在实验室内开展了相对偏振方向定标。四孔径镜头偏振片相对偏振方向定标误差为±0.5o，四孔径偏振三维成像仪相对偏振方向误差为±1o，从而可保证偏振三维反演的法向量误差为-5.47%~5.80%，为偏振三维成像仪高质量成像提供保障。

偏振片是一重要的光学器件，通常实验室所用偏振片的偏振化方向未知。为了得到精确的偏振片的偏振化方向，提出了一种基于布儒斯特定律测定偏振片偏振化方向的方法，并将已测定偏振化方向的偏振片置于液晶光电测试系统的光路中，测得透光量随偏振片偏振化方向与液晶盒前摩擦取向方向夹角的变化关系。实验结果表明：偏振片偏振化方向和液晶盒前摩擦取向方向夹角为45°时，透光量达到最大，并以此角测试了透光量随施加电压、时间的变化且给予了理论分析，验证了基于布儒斯特定律可以精确测定偏振片的偏振化方向，从而依据此研究，搭建了一个物理实验光路来测定未知偏振片的偏振化方向，并通过已知的光电测试系统给予验证，便于偏振片在需要精确测定其偏振化方向的领域得到更好的应用。

原子层数是对黑磷物理性质宽波段可调谐的重要参量。基于5跳参数连续近似模型,从理论上研究了单层、双层和三层黑磷的双光子吸收系数对原子层数以及入射光偏振方向的依赖性。计算结果表明:黑磷的双光子吸收系数在扶手型方向上比锯齿型方向上大10个数量级,且双光子吸收系数随着层数的增加而增大,并且吸收峰发生红移;双光子吸收系数随入射线偏振光的偏振角度按余弦函数呈周期性变化,当入射光偏振方向沿扶手型方向时双光子吸收系数最大,随着入射角度的增大,吸收系数减小,直至偏振方向与锯齿型方向一致时达到最小。上述研究为将黑磷应用于光电器件提供了一定的理论指导。

偏振方向是偏振成像技术中的基本信息之一，能够反映出场景物体表面的方向信息，因此场景中偏振方向的分布对场景信息的解译有着重要的作用。传统的偏振方向表示方法存在着二维或三维信息映射方法的映射结果维度较高和由映射关系的距离相关性低而引起的映射方法噪声鲁棒性低问题。提出了具有距离保持特性的基于交织序列的偏振方向信息一维数值映射方法。选择从斯托克斯矢量分量中提取方向信息作为偏振方向的二维映射方法，再基于交织序列方法将二维数据映射为一维数值；之后研究了距离保持特性与映射方法对噪声鲁棒性的关系，并分析了该文所提出的偏振方向映射方法与传统偏振角映射方法的距离保持特性；进行了仿真实验与真实场景实验。仿真实验中，该文所提方法映射结果的PSNR均值相较于偏振映射方法提升了6%；真实场景实验中，该文方法映射结果相较于斯托克斯矢量映射方法降低了信息维度，相较于偏角映射方法，NMF特征的NRPSNR均值提升约14%，证明了所提出的映射方法具有低信息维度及较好的噪声鲁棒性。