介绍了一种基于稀疏MIMO (Multiple Input and Multiple Output)阵列的340 GHz三维成像系统.系统采用水平放置的4发16收稀疏MIMO阵列配合垂直维的聚束扫描实现方位维的高分辨成像, 每个发射通道的波形为16GHz带宽的线性调频连续波信号, 通过脉冲压缩实现距离维的高分辨.测试结果表明, 在4 m的探测距离(光程)上, 成像系统方位向、垂直向和距离向的分辨率分别达到14 mm、10 mm和12 mm, 通过对人体隐藏枪支的三维成像实验验证了系统对人体携带危险品的探测能力.

太赫兹图谱的智能处理技术可以将样本的特性提取出来，并有目的地加以分类和识别，能够提高太赫兹成像的准确性，是太赫兹成像技术发展的重要标志和方向。介绍了几种智能处理太赫兹成像技术的方法的基本概念和原理，分析了它们的优缺点，并从实际应用场景出发对空间成分识别、化学模式识别、人工神经网络做了具体的分析及分类。

在太赫兹通信等系统中需要利用太赫兹波调制器对信号进行调制。基于GaAs等传统半导体材料设计和制作的调制器在太赫兹波段的响应过低，因而很难应用于太赫兹系统。为了弥补传统调制技术在带宽和调制深度不够的缺点，设计了一种全新的基于硅基石墨烯的全光控太赫兹强度调制系统。该调制系统利用材料中光生载流子对太赫兹波的吸收特性，通过调节照射到材料上的可见光光强来改变光生载流子浓度，从而实现对太赫兹波强度调制。从理论和实验两方面对这种新型太赫兹强度调制系统的调制深度和调制带宽进行了研究。研究结果表明，在泵浦光功率密度为18 mW/mm2时，该调制系统能在实验使用的THz-TDS测试系统(0.1~2.5 THz)的整个频谱范围内进行有效的调制，调制深度可达到12 %。且随着泵浦光能量的增大，调制深度增大。

基于光整流效应，通过倾斜泵浦光波前 (TPFP)在铌酸锂晶体中实现相位匹配，是一种有效的产生太赫兹辐射的方法。建立了一种更完备的基于波面倾斜的产生太赫兹波的理论模型，用于分析不同泵浦光偏振下产生太赫兹波的转换效率。搭建了基于铌酸锂晶体光整流效应的高峰值功率太赫兹源和太赫兹时域光谱系统，并利用太赫兹面阵探测器对获得的太赫兹辐射进行了分析。结果表明，所获得的太赫兹辐射单脉冲峰值功率达到 0.56 MW，频谱宽度为 0.1 THz~2 THz，转换效率为 0.56‰，与理论模拟结果相符。

太赫兹脉冲单次测量技术对于不可逆或者单次超快过程的太赫兹光谱研究具有重要意义。为了实现无畸变的高频率分辨率的太赫兹脉冲单次探测，利用光栅产生了一束具有倾斜前沿的飞秒探测脉冲，并利用该探测脉冲实现了对太赫兹脉冲时域电场波形的单次测量，测量时间范围达到20 ps，频谱覆盖0.1 THz~2.5 THz 范围。且测量的结果与使用传统电光采样方法测量的结果相符合。对于基于光栅产生倾斜脉冲前沿的太赫兹脉冲单次测量方法进行了建模分析，获得了光栅和光学元件参数的选取，以及光路设计等指导性结论。

为了解决自由空间自混合干涉测量系统工作距离短、易受环境干扰等不足，采用全光纤传光、光纤自聚焦透镜收集反馈光，设计了一套全光纤自混合干涉测量系统；建立了反射面为镜面时自聚焦透镜收集效率的理论模型，在理论上论证了全光纤自混合干涉测量系统的可行性；最后搭建了全光纤自混合干涉测量系统，并以铝膜作为反射面，进行了微振动实验研究。结果表明，该系统能获得较好的实验信号，可以解决自由空间自混合干涉测量系统工作距离短、易受环境干扰等问题。

为探索THz干涉技术用于障碍物后振动传感的可行性，采用工作波长214.58 μm (对应频率约1.4 THz)的CO2激光器泵浦气体太赫兹源搭建了一套基于迈克尔逊干涉仪结构的THz干涉测量装置，实验研究了薄纸板遮挡后敲击目标镜产生的微小振动，利用相位分析法和频谱分析法对振动干涉信号进行处理，得到了振动位移随时间的变化以及不同时段振动频率的分布情况，测得的峰峰值振幅最小为7.98 μm，最大为17.54 μm，振动峰值速度为2.7 mm/s，振动频率最小21 Hz，最大58 Hz.研究结果表明THz干涉测量技术能有效克服传统振动传感技术无法穿透障碍物的缺点，是一种简便有效的障碍物后振动传感的新型手段，预示了THz技术在振动检测相关领域的广阔应用前景.

库存炸药老化情况的检测对炸药的性能、 安全性和稳定性研究意义重大。 现有的老化炸药检测手段, 如扫描显微技术, 傅里叶变换红外光谱技术, 气相色谱-质谱技术等, 或者不能分辨炸药老化与否, 或者只能从表观上进行分析, 不能反映炸药分子结构的变化。 首先应用密度泛函理论(DFT), 计算了炸药老化前后分子吸收频谱变化, 从计算结果可以看出炸药分子老化前后的吸收光谱在老化前后变化明显； 然后分析了太赫兹时域光谱(THz-TDS)系统及其分辨率和测量频谱范围, 结合已有实验结果以及太赫兹波本身的特点, 从可行性、 准确性和实用性三方面对太赫兹时域光谱技术应用于炸药老化检测进行了论证, 从而提出了应用太赫兹时域光谱技术进行炸药老化检测的新方法。

利用多普勒频移效应，法布里珀罗（F-P）干涉测量技术可用于瞬态高速运动物体的速度历程测量。研制了一套F-P干涉测速系统，包括激光器、光纤探头、F-P干涉仪和条纹相机。F-P干涉仪的条纹常数为1000 m/s，系统的时间分辨为纳秒级，速度分辨率可达到10 m/s。F-P干涉仪采用固定腔结构设计，干涉条纹无需调节，大大简化了实验操作。利用该系统进行了化爆加载飞片速度测量和电炮驱动飞片速度测量。测量到的化爆加载下的飞片速度达到了2 km/s，电炮驱动飞片的速度达到了5 km/s。

为了证明光纤传光、光纤自聚焦透镜收集反馈光进行自混合散斑干涉的可行性，建立了自聚焦透镜收集效率的理论模型，重点研究了光纤自聚焦透镜的收集效率随其半径和工作距离的变化关系；从理论上证明了采用光纤传光、光纤自聚焦透镜收集反馈光进行自混合散斑干涉的可行性；最后搭建了实验装置，并进行了实验研究。结果表明，该装置可以获得较好的自混合散斑干涉信号；可以解决自由空间自混合散斑干涉测速系统工具距离短、易受环境干扰等问题。