太赫兹技术作为前沿的科学技术,具有独特的物理性质,在光谱成像、生物医学、雷达遥感、国防安全和现代通讯等领域具有广阔的应用前景。太赫兹波源是太赫兹技术发展的重要基础,开发高能量、宽频谱的太赫兹波源对太赫兹技术的发展和应用有着十分重要的意义。因此开发宽带可调的强太赫兹源是亟待解决的关键技术问题。太赫兹波的产生方法有很多种,其中飞秒激光诱导气体等离子体的方式可高效率产生宽频率范围的太赫兹波,已成为越来越多研究者探索的方向。目前,提高飞秒激光产生太赫兹波能量的主要方式为提高激光脉冲能量,然而受到现有飞秒激光器的性能限制,此方式已遇到技术瓶颈,传统方法无法再继续增强输出的太赫兹波能量。因此,本文针对影响气体等离子体产生太赫兹波的其他因素,开展了双色飞秒激光诱导空气等离子体产生太赫兹波的特性研究、碱金属蒸气等离子体产生太赫兹波的特性研究、自聚焦激光产生太赫兹波的方法研究和非寻常频率比双色激光产生太赫兹波的方法研究。具体的研究工作内容为:1、双色激光诱导空气等离子体产生太赫兹波的特性研究。发现用于产生双色激光的BBO晶体的厚度、位置和旋转角度均会引起太赫兹波辐射效率的变化,这是因为BBO晶体的厚度和位置会影响双色激光的相位差,旋转角度会影响双色激光的偏振方向。研究了泵浦激光的波长对产生太赫兹波能量的影响,得出了长波长激光可产生更高能量太赫兹波的结论,同时激光波长的变化还会引起太赫兹波发射角度和偏振方向的变化。运用光电流模型对上述现象进行了理论解释。2、激光诱导碱金属蒸气等离子体产生太赫兹波的特性研究。在低气压的状态下,改变气体介质的种类会影响太赫兹波的产生效率,碱金属蒸气产生太赫兹波的效率可比氮气高一个数量级,并且随着泵浦激光的波长的增长可进一步提高太赫兹波的产生效率,这是因为碱金属具有所有元素中最低的电离能。研究了太赫兹波能量随气体压强的变化规律,并用光电流模型对上述现象进行了理论解释。3、自聚焦激光产生太赫兹波的方法研究。使用空间光调制器将高斯光束转变为自聚焦光束,进行了产生太赫兹波的实验。发现自聚焦激光产生的太赫兹波能量最高可达同等条件下高斯激光所产生太赫兹波能量的13倍。并使用CCD相机对等离子体光丝的荧光分布进行了拍摄,发现自聚焦光束形成的光丝比高斯光丝长,且太赫兹波的发射角和空间分布发生了变化。4、非寻常频率比双色激光产生太赫兹波的方法研究。建立非寻常频率比双色激光产生太赫兹波的理论模型和实验系统,验证了频率比为1:4和2:3的双色激光同样可产生太赫兹波,并对其频谱、偏振态等性质进行了研究,为双色激光产生太赫兹波提供了新的思路。