伴随着6G 通信的发展，雷达遥感、检测成像等多个领域向太赫兹频段拓展，获取材料在该频段的介电常数显得愈发重要。本文基于NR 迭代法提取了太赫兹频率下样品的复介电常数，分析了迭代法的初值选取对提取结果的影响。在325~500 GHz 频段(Y 频段)搭建了一套由矢量网络分析仪(VNA)、扩频模块和四抛物面镜组成的8f 准光系统，实现散射参数S 2 1 的自由空间测量。由电磁波传输模型推导出复介电常数与S 2 1 之间的关系式， 利用迭代法提取出了特氟龙(Teflon)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)样品的复介电常数谱，与其他文献报道的结果一致，验证了系统和方法的有效性。

沙尘对激光信号的散射和吸收作用会引起激光信号的严重衰减, 本文结合我国沙尘粒子的半径分布特征, 在考虑含水影响的基础上, 研究了沙尘对激光信号衰减特性的影响, 得到了接收端信噪比的表达式；同时针对OOK调制, 推导了沙尘天气下激光通信系统的误码率和信道容量。仿真分析了能见度、传输距离、含水量以及激光波长等因素对误码率和信道容量的影响。结果表明：随着含水量和传输距离的增大以及大气能见度的减小, 系统的误码率会呈现出不断增大的趋势, 而信道容量则呈现减小的趋势。在能见度为4 km的情况下, 波长为1 550 nm、传输距离为1 km时系统的误码率可达10-2数量级, 且归一化信道容量为8.48 bps/Hz。

微波对物质的加热涉及电磁、热、加热物的物理参数随温度变化等多种物理过程的综合作用。研究耦合电磁场、热传导和被加热物质物理参数方程构建多物理场方程组, 数值求解获得微波加热过程的温度变化。给出多物理场算法公式和计算流程, 以 2.45 GHz微波加热水为例, 多物理场仿真了该加热过程的微波功率分布、热量累积和温度上升, 设计和加工制作了微波加热实验装置。在工作频点 2.45 GHz处, 测试装置的回波损耗为 16.2 dB, 同时测试了输入功率 40 W时4个指定点处 60 s内的温升, 多物理场仿真结果与测试结果吻合良好, 验证了多物理场仿真的正确性。

实验对辽宁省兴城地区的97块岩石样本测量了350～2 500 nm间光谱反射率, 岩石化学成分及部分样本的复介电常数值, 并用包络线去除法计算了光谱吸收深度。 研究基于岩石化学成分光谱特征理论、 介电常数相关理论, 利用相关性分析的方法求得岩石各化学成分与光谱吸收深度间的相关系数曲线、 岩石复介电常数与光谱反射率间的相关系数曲线。 通过归纳总结曲线形态特征, 获得以下信息: (1)岩石中SiO2, Al2O3, CaO, K2O, MgO, 灼失含量与光谱吸收深度在波段(1 900～2 500 nm)间相关性明显, 在1 900, 2 200和2 300 nm等化学元素识别特征波段处, 出现局部极大/极小值; 火成岩中Fe2O3含量与光谱吸收深度在铁元素的特征波段(400～550 nm)有着良好的相关性, 相关系数达-0.406。 探讨岩石光谱吸收特征与其化学成分含量间的关系在通过遥感影像进行成矿预测、 识别岩性等方面都有着积极的作用。 (2)岩石复介电常数总体与岩石反射率呈负相关, 实部相关性优于虚部, 实部相关系数在1 900 nm附近达到极小值-0.753。 观查曲线可知, 介电常数实部与光谱反射率相关系数在1 900和2 200 nm附近都有着良好的相关性, 因此实验运用不同的模型拟合了在该处的响应关系函数曲线。 介电常数是介质的基本物理性质之一, 现有研究中多在微波波段中分析电磁波特征与介电常数间的关系, 该研究在可见光和近红外波段范围内探究了二者间的关系, 为进一步探讨岩石介电特性和光谱特征奠定了基础。

利用偶极天线LT-GaAs发射的太赫兹时域光谱(THz-TDS)研究单晶氧化锌、未掺杂和Mg掺杂的ZnO纳米粉末(粒子)在室温下的太赫兹光谱特性。在0.2~2 THz频率范围内研究了样品的功率吸收和折射率。结果发现, 镁掺杂提高了样品材料的吸收效率, 同时降低了氧化锌材料的折射率。相比较氧化锌单晶, 未掺杂和Mg掺杂氧化锌纳米颗粒的太赫兹介电性质呈现类似的行为, 该结果与横向光学E1(TO)声子模式有关。

采用带法兰结构的TE01n圆柱谐振腔，用无损检测的方法测量薄板型微波介质材料的复介电常数。利用轴向模式匹配法对谐振腔内的电磁场进行了求解，给出了相对介电常数和损耗角正切的计算公式，并利用矢量网络分析仪对几种常用微波介质材料进行了测量，其结果表明：该测量方法对相对介电常数的测量误差不超过1%，而对损耗角正切的测量误差不超过10%。该方法还具备一腔多模的测试能力，测量频率可调，可用于介质材料频率特性的测量。

介绍了材料复介电常数测量方法的研究进展,包括理论基础,发展过程,以及最新的应用。其中主要以谐振法,传输反射法,自由空间法为研究对象,就各类方法的优缺点与适用情况进行分析,也简要介绍了时域测量法。

本文提出了一种利用激光照射高阻硅来控制硅片中THz 波传输特性的方法。利用波长为808nm 的激光照射高阻硅产生光生电导来控制硅片对THz 波的吸收系数,进而控制硅片中THz 波的传输特性,并测量了在光强为1.9W/cm2 的激光照射下硅片对THz 波的透射特性。在1.9W/cm2 的激光照射下0.07cm 硅片的THz 波透射量减少了20% 。实验证明,利用激光控制硅片中的THz 波传输是可行的。

提出了一种基于闭式谐振腔TM_0mn模式测量微波介质材料复介电常数的方法。利用模式匹配技术、Ritz-Galerkin方法以及传输模品质因数测量法导出了介质材料相对介电常数和损耗角正切的测量公式。最后,利用矢量网络分析仪对常用天线罩材料进行了扫频测量,结果表明:高分子量聚乙烯在3~6 GHz范围内的相对介电常数为2.30±0.05,损耗角正切为(1.8~2.0)×10-4。