太赫兹波在医疗、生物、检测、安全等领域有着极其广阔的应用前景,如何利用太赫兹光电导天线产生高增益的辐射信号是国内外研究的热点问题。本论文深入研究了影响太赫兹光电导天线辐射效率的各方面因素,设计了一种基于介质透镜并添加等离子体结构的太赫兹光电导天线。首先应用电磁场理论对天线进行研究,选用经典的蝶形天线作为研究对象,应用CST软件对其进行仿真分析。仿真结果表明:天线的增益随天线角度的改变而变化。当蝶形天线的角度为90°时,可获得最大的增益;且衬底厚度显著影响着辐射功率的大小。所以需要通过对天线角度、衬底厚度进行合理选取以获得优良的辐射效率。其次,应用等离激元理论对光电导天线电极间的等离子体结构进行理论分析,并通过时域有限差分算法对其微纳结构进行设计,通过表面等离极化激元和局域表面等离激元共振相耦合来达到提高辐射效率的目的。仿真结果表明:在同种材料条件下,以正六棱柱、圆柱、四棱柱为等离子体微纳结构的光电导天线辐射效率依次降低;在同种形状和结构下,银材料、金材料、砷化镓材料的辐射效率逐次减低。通过对等离子体的结构形状和材料进行有效组合,可实现10倍于传统光电导天线的辐射效率。最后,为了削弱太赫兹光电导天线表面波效应对太赫兹辐射的限制,采用添加介质透镜的方法。对几种介质透镜的特点进行分析后可知,椭球透镜的效果较为良好,但由于其较难的制作工艺,故选取加工相对简单的扩展半球透镜与椭球透镜在数学模型上进行拟合,进一步应用CST对其进行设计,仿真结果验证了介质透镜对表面波效应的有效抑制。最终获得的高效率太赫兹光电导天线,为提高太赫兹光电导天线的辐射效率提供了新的解决思路,可广泛应用于太赫兹源、太赫兹探测、半导体等研究领域。