太赫兹光谱分析和检测技术在材料特性研究、医学诊断、环境监控等方面具有广阔的应用前景。目前高性能太赫兹源的缺乏是太赫兹光谱检测和成像技术发展缓慢的制约因素之一。因此，强场宽带太赫兹源的开发一直是太赫兹领域的研究重点。综述超快飞秒激光脉冲驱动下强场太赫兹波辐射的研究进展，详述激光激励金属纳米薄膜、气体和液体中等离子体辐射宽频强场太赫兹波的现象和物理机制，并比较了各种强场太赫兹产生方法的特点和优缺点，最后讨论基于超快激光激发物质产生太赫兹波的发展前景及所面临的挑战。

设计了一种基于介质光栅金属薄膜复合结构的折射率传感器。利用He-Ne激光器输出的632.8 nm横磁偏振光激发复合结构中的表面等离子体,得到了高灵敏度的折射率传感器。运用有限元方法,数值模拟了具有不同光栅厚度、周期以及折射率的分析物的反射光谱。对占空比为0.5、金属薄膜厚度为45 nm的复合结构进行了参数优化,得到最优参数为:光栅厚度100 nm、光栅周期500 nm。在最优参数条件下,计算了金属薄膜与具有不同折射率的分析物之间的界面共振角的变化,得到了高达500 (°)/RIU的角灵敏度。该折射率传感器操作简单、成本低、角灵敏度高,具有很好的应用前景。

选择周期阵列微纳结构金属银膜作为研究对象, 用有限元方法对其透射特性进行了数值模拟。研究了孔径大小、金属膜厚度、阵列周期以及入射光的偏振状态对微纳结构透射谱线的影响。结果表明, 透射谱线只对阵列周期的变化敏感。

通过 SPP (表面等离子体激元)的优越特性分析了楔形波导SPP的透射特性，设计了嵌有光栅的楔形等离子体波导结构。对SPP激发的分析采用衍射光栅耦合的方式，通过改变金属薄膜厚度以及入射光角度得出其结构特性。结果表明:金属薄膜厚度的减少会导致透射带宽迅速降低，透射率也随之下降；而入射光角度的改变会导致透射光效率的变化。模拟了楔形波导结构的表面等离子体，得到了薄膜厚度的变化透射曲线和入射光角度透射率，得出了透射率变化图。研究结果对半导体设备的纳米等离子激元耦合具有一定的意义。

高反膜的抗激光损伤特性严重影响着激光系统中激光器有效输出功率的提高。因此提高高反膜的抗激光损伤特性就成为了关键。在真空箱式镀膜机中采用阻蒸发法制备Ag膜,电子束蒸发的方法制备介质保护膜,采用Lambda950测试其光学特性,在激光损伤测试仪上测试薄膜的损伤阈值。分析沉积温度对单层银膜光学特性和附着力的影响,不同层数的介质保护膜对Ag膜的光学特性和抗激光损伤能力的影响。研究结果表明:沉积温度分别为室温、120 ℃、150 ℃及200 ℃时制备单层银膜,在沉积温度200 ℃下,制备的银膜在1 000~1 400 nm波段的平均反射率达到了99.17%,此时银膜的激光损伤阈值为1.74 J/cm2,在银膜外侧加介质保护膜后其损伤阈值达到了6.874 J/cm2,经激光预处理后,损伤阈值提高到10.83 J/cm2,是单层金属膜损伤阈值的6倍。

分析了在 1 550 nm 波长下超薄金属膜(金膜厚t=10 nm)V-型槽等离子波导间长程沟道等离激元导模的定向耦合。通过计算不同波导间距下的模式分布，得出了定向耦合器中奇、偶模有效折射率实部和传播长度随波导间距的变化情况，并进一步计算了相邻波导间的耦合长度、最大串扰与波导间距的关系曲线。计算结果表明：在波导间距较小时，耦合长度小于各模式的传播长度，随着波导间距的增加，耦合长度随之增加，最大串扰随之减小。对超薄金属膜V-型槽等离子波导的定向耦研究在集成光路的实际应用中具有重要的价值。

为了深入探讨带状波导的表面等离子激元透射特性,采用衍射光栅耦合方式实现表面等离子激元激发,通过改变金属薄膜厚度和入射光角度,得到薄膜厚度、入射光角度与透射率的变化特性.结果表明：金属薄膜厚度的减少会导致透射带宽迅速降低,同时透射率也随之降低;而入射光角度的改变导致透射光效率的变化.这一研究对于半导体设备的纳米等离子激元耦合具有一定的意义.

基于非均匀光波在导电介质中传播时其相移传播方向和振幅衰减方向的不一致性, 利用光波动方程的解由电磁场边界条件导出非均匀垂直偏振光在多层超薄金属膜与透明介质膜组合膜系中光波的传输递推公式.为验证方法的可靠性, 给出了不同厚度金属膜防伪光变膜系的能量反射率算例, 并与现有算法进行对比,结果表明: 两种算法得到的能量反射曲线的分布特征具有很好的相似性, 但本文算法表现出金属膜具有强的吸收特性和窄带反射效应.