研究周期极化磷化镓晶体(GaP)、砷化镓晶体(GaAs)和周期极化铌酸锂晶体(PPLN)准相位匹配级联差频产生太赫兹辐射, 相较于差频过程, 级联过程太赫兹辐射输出功率增大9.5倍。通过分析三波耦合方程, 计算并比较晶体的波矢失配量、极化周期和太赫兹功率, 结果显示, 基于GaP晶体产生的太赫兹功率略大于GaAs晶体输出的功率；GaAs晶体的极化周期最小；PPLN晶体的波矢失配量和极化周期取值范围最小, 而输出的太赫兹功率和转换效率最高。建立基于周期极化掺氧化镁铌酸锂晶体(MgO:PPLN)准相位匹配原理的宽调谐激光系统, 分析吸收因子对输出太赫兹功率的影响, 计算级联差频峰值功率和转换效率。十五阶峰值功率3.72 MW, 泵浦光总能量到太赫兹辐射能量的转换效率是3.72%。

研究了基于 GaAs晶体的腔相位匹配 (CPM)差频产生太赫兹的过程，得出太赫兹波长与最优腔长之间的关系，并结合温度对太赫兹波长的影响，可实现太赫兹波段范围内的连续调谐输出。当泵浦光在微腔中往返 20次时，腔相位匹配产生太赫兹的功率转换效率可达 1.33%，在效率相同的情况下， CPM腔长为 581.41 μm时相当于准相位匹配 (QPM)条件下的晶体长度约 23 mm。可以预见由腔相位匹配原理制备的太赫兹源将具有广阔的应用前景，该结果对相关实验具有一定的参考价值。