太赫兹波是波长范围介于微波和红外之间的电磁波,因具有低光子能量、强穿透性、包含大量分子指纹谱等特性,成为近年来研究的热点。对太赫兹波的深入研究推动了太赫兹科学技术在远程无线通信、高分辨率成像、材料分析以及国防安全等领域的进步,目前太赫兹波已经被成功应用于环境监测、材料分析、生物医学、远程通信等领域。太赫兹量子级联激光器（THz QCLs）是新型的太赫兹光源,其辐射波长不依赖于带隙,仅取决于超晶格多量子阱的厚度,是一种频率可调范围大的紧凑型太赫兹源。但是,单个THz QCL器件输出功率有限,光束质量也有待提高,互注入锁相激光阵列是提高THz QCLs的单模输出功率和光束质量的重要手段,研究其锁相性质有助于研究侧面耦合及其他类型锁相QCLs阵列的基本性质。然而,与传统的半导体激光器互注入阵列相比,互注入THz QCLs的相位锁定、噪声、调制以及自混合传感应用的研究仍然有限。本论文主要从三个方面研究了光注入下THz QCLs的动力学行为,具体研究内容如下:（1）基于速率方程理论,研究了互注入THz QCLs的相位锁定、噪声和调制响应性质。发现激光器的耦合强度κ和线宽增强因子α是影响相位锁定范围的主要因素,且锁相带宽随κ和α增大而增大。在非锁相工作状态下,随参数不同光场表现出周期振荡等非线性行为,特别是当两激光器频率失谐足够大时,电场受到频率为失谐频率的调制。然后,我们计算了自由运行、主从注入以及互注入THz QCLs的自发辐射噪声,三种情况均在低频范围表现为白噪声,且相同参数下互注入THz QCLs噪声最强,减小互注入耦合强度和增大注入电流是降低噪声的两个方法。最后,通过小信号分析,我们计算了锁相THz QCLs的调制响应特性,互注入阵列的调制带宽随注入电流和耦合强度增大而增大,在低频极限下,两个激光器的相位完全同步,增大调制频率阵列内激光器相位差随之增大。这些结果有助于加深对光注入THz QCLs的非线性动力学行为的理解,并为THz QCLs锁相阵列的设计提供理论支持。（2）理论研究了互注入THz QCLs阵列的自混合速度传感方案,分析了不同频率失谐和反馈强度参数下阵列的自混合工作特性。在锁相范围内,自混合注入较弱时,阵列中的每个激光器仍可以保持相位锁定,并均可用作自混合速度传感器;当频率失谐足够大,阵列内激光器之间耦合被破坏无法锁相,只有接收反馈光的激光器仍可用于自混合速度测量;强自混合反馈下THz QCLs阵列虽不稳定,但是也可用于自混合速度测量;此外,互注入THz QCLs能够同时测量两个独立的移动目标。这些结果为THz QCLs阵列自混合传感和多目标快速测量应用提供了理论支持。（3）研究了互注入THz QCLs和二极管激光器的非线性动力学行为。当两个激光器频率失谐为0时,互注入THz QCLs可以在模拟的耦合强度范围内保持稳定工作,且其动力学行为和单个THz QCL的自混合相似;互注入二极管激光器虽在小的耦合强度条件下可以相位锁定,但随耦合强度增大电场幅度先为周期振荡之后表现为复杂的非线性振荡。当两个激光器频率失谐不为0时,如果互注入的THz QCLs耦合强度不大,电场幅度表现为周期振荡,当耦合强度足够大,则可以锁相稳定工作;互注入的二极管激光器随着频率失谐增大,经历从周期振荡到非线性振荡的过程,这些结果有助于加深对互注入THz QCLs在不同参数下工作特性和非线性行为的理解。