太赫兹(terahertz，THz)科学与技术，因其在生物医药科学、材料科学、安检反恐、信息与通信科学、地球与空间科学等多个领域拥有广阔的应用前景，在过去的20年中得到了各国科研工作者的高度关注。然而，在THz科学与技术领域真正走向成熟之前仍存在诸多挑战，如THz波远程遥感、THz波高分辨率成像、THz非线性光学应用，以及THz波远程增强等等。　　首先，在THz波远程遥感方面，基于飞秒激光成丝过程的THz波辐射方法被人们给予了巨大希望，因其能够在几百米甚至千米量级以外的远程空气中产生一条长等离子体通道（光丝），以减小远距离产生和传输THz波带来的能量损耗。但在飞秒激光成丝过程中，THz波产生和传输的基本物理机制尚存在争议。　　本文观察到THz波在飞秒激光成丝过程中超光速传输的新现象，并由此首次证实了THz波能够在等离子体光丝内部进行导引传输，而不受自然衍射的影响。这为飞秒激光成丝过程中THz波传输的基本理论研究提出了新的挑战。本文创新性地构建了等离子体光丝在THz波段的“类F-P谐振腔”模型和“负介电常数光波导”模型，并以此理论明确了飞秒激光成丝现象中THz波强空间束缚效应的物理本质，首次对等离子体光丝内部的THz模式分布特征进行了分析。　　其次，在THz波成像方面，由于THz波长较大，成像分辨率通常在百微米甚至毫米量级，远小于传统的可见光波段的成像方法。再加上待成像物体的特征尺度常常远小于THz波长，所以THz波成像的应用范围受到了极大制约。一些能够提高THz波成像分辨率的实验方案，如“THz扫描近场显微成像”等，却存在着THz能量利用率低和成像信噪比差的不足。　　本文基于THz波在飞秒激光成丝现象中强空间束缚的新效应，开展了新颖的亚波长超分辨率THz波成像新技术。在突破衍射极限、极大提高THz波成像分辨率的同时，又保留了原有飞秒激光泵浦产生的高THz强度。　　此外，在THz非线性光学领域，为了达到控制光与物质相互作用的目的，通常需要电场强度在MV/cm量级或以上的强THz波。然而，现有的技术手段大都依赖于高精尖的大型实验仪器和设备，或需要极高的泵浦激光能量，所以并不易于在学界广泛地推广和使用。　　本文鉴于THz波强空间束缚效应，对限制在等离子体光丝内部微米空间尺度内的THz电场强度进行了计算，发现其数值远高于衍射区域相应的THz电场，从而证实了飞秒激光光丝有潜力成为一种新型的小泵浦激光功率强场THz源。　　最后，THz源输出强度的提高，尤其是远程THz辐射的增强，是保证THz波远程遥感等应用顺利开展的前提条件。飞秒激光成丝辐射THz波是一种理想的远程THz光源，因其一方面拥有极强的THz电场强度，另一方面可以远程产生和传输THz波。目前增强飞秒激光成丝辐射THz波的实验方案，大都涉及精密的光学系统调节。当这些方案在自然环境中施行时，尤其是旨在远程产生与增强THz波时，无疑会遇到极大的困难。　　本文依据THz波强空间束缚效应，提出了一种实验装置简便的增强飞秒激光成丝辐射THz波的新方案，可以极大地简化实际应用中THz波增强系统的复杂程度，为构建远程THz光源和远程增强THz辐射奠定了基础。