太赫兹成像技术在人体安检、无损探伤、质量监控、生物医学、半导体特性表征等许多领域展现出广泛的应用前景。本文综述了各类太赫兹二维成像技术，包括太赫兹扫描成像、太赫兹单像素成像、电光调制太赫兹成像、太赫兹相机直接成像等技术，综述各类成像技术的研究背景，分析了具体的成像方法和成像结果，总结了不同太赫兹成像技术的优缺点并对今后太赫兹成像技术的发展趋势做出展望。

太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)广泛应用于材料、 生物医学、 化学、 药学、 安检等诸多领域。 传统扫描式THz-TDS技术需要通过改变探测光延时逐点扫描并重构时域信号, 仅适合于具有较高重复频率且稳定的太赫兹辐射源情形下的样品探测。 在低重复频率或涨落较大的太赫兹辐射源情形下和不可逆过程中样品的探测, 扫描式THz-TDS不再适用, 需要使用单发THz-TDS技术, 单发THz-TDS技术原则上仅需要一个激光脉冲就可以获取一个完整的太赫兹时域脉冲波形。 介绍几种主要的单发THz-TDS探测技术, 这些技术都利用了电光晶体的泡克尔斯效应, 通过测量探测光的某个物理量的变化来提取太赫兹信号。 根据探测方法不同可分为光谱编码、 空间编码和互相关等技术。 在光谱编码技术中, 探测光不同频率成分在时间上发生分离, 不同时间成分分别被太赫兹脉冲不同时刻电场调制, 通过测量探测光各个频率被太赫兹脉冲调制前后的光谱的变化提取太赫兹脉冲波形。 该方法光路简单, 测量结果直观, 有较高的信噪比, 但其时间分辨率较低, 且被测太赫兹信号容易产生失真。 为提高被测信号的时间分辨率, 有人提出了空间编码技术, 即不同位置探测光分别被太赫兹脉冲不同时刻电场调制, 通过测量探测光各个位置太赫兹脉冲调制前后的光强变化提取太赫兹脉冲波形。 根据不同空间展开方法可分为一维空间编码技术和二维空间编码技术。 空间编码技术中虽然有较高的时间分辨率, 但由于探测光在空间展开能量分散使得其信噪比相对较低。 此外, 还有一种较高时间分辨率的技术即互相关技术, 可分为共线互相关和非共线互相关技术。 在非共线互相关技术中, 被太赫兹脉冲调制的激光啁啾脉冲与短脉冲互相关作用产生二次谐波, 通过太赫兹脉冲调制前后二次谐波空间分布变化来提取太赫兹信号; 在共线互相关技术中被太赫兹脉冲调制的啁啾脉冲与短脉冲共线入射到光谱仪, 通过干涉条纹提取太赫兹信号, 该技术提高了时间分辨率和信噪比, 但光路布置复杂, 不能进行实时监测。 回顾了这几种单发THz-TDS探测技术的发展历程, 综述探测技术的原理、 实验方案和测量结果, 并讨论了这些探测技术的优势和不足。

由于太赫兹波电光取样探测技术中电光晶体存在的色散关系, 探测光的波长会直接影响到电光取样的探测带宽和效率.由于该色散关系的存在, 不同的电光晶体在电光取样中响应函数不同.本文研究了两种典型的电光晶体-碲化锌和磷化镓晶体的响应函数, 发现在选取的四种探测激光波长内(600 nm、800 nm、1200 nm、1600 nm), 800 nm的探测激光更合适碲化锌晶体, 1200 nm的激光更合适磷化镓晶体.对于不同厚度的晶体, 存在一个最优化的探测激光波长, 使得该晶体的电光响应函数有最宽的带宽.

骨关节炎是主要由软骨组织损伤与退化引起的常见关节疾病, 是影响人类健康的重大疾病之一, 对于关节软骨组织早期病变的检测可以大大提高疾病的治愈率, 然而相关的临床诊断技术尚未发现。 近年来, 太赫兹技术在医学领域日益受到关注。 与传统方法相比, 太赫兹辐射能量低, 不会产生电离辐射, 可高灵敏、 无损伤地对生物组织进行成像检测, 因此在关节软骨诊断方面具有较大的应用潜力。 本文简要介绍了关节软骨的生理与病理情况以及目前关节软骨检测的主要方法, 重点总结了太赫兹技术应用于关节软骨检测方面的相关研究工作, 分别包括对动物与人类关节软骨的检测, 探讨了太赫兹技术在关节软骨检测中所面临的挑战与未来研究展望。

太赫兹时域光谱(THz time-domain spectroscopy, THz-TDS)技术是一种非常有效的相干探测技术, 具有信噪比高, 探测带宽, 可在室温下工作, 可进行时间分辨测量等特点, 广泛应用于材料、 化学、 生物、 安检等领域。 较早时期的THz-TDS系统受限于太赫兹辐射源的带宽和光谱探测手段, 测量范围有限(<5 THz), 较高频段的光谱信息无法得到。 为了进一步扩大太赫兹时域光谱探测技术的应用范围, 迫切需要发展超宽带(≥10 THz)的太赫兹时域光谱探测技术。 本文回顾了太赫兹时域光谱探测技术的发展进程, 综述了实现超宽带太赫兹时域光谱探测的主要技术方法, 展示了不同测量方法的典型实验方案, 同时总结了不同探测方法的优缺点, 并追踪了主要研究小组的前沿成果以及最新的应用进展。

基于扫描探针显微镜的近场超空间分辨指纹光谱技术在分子识别及组分鉴别方面具有极大的应用前景.扫描探针显微技术与不同的光谱联合使用,发展出了不同的具有纳米级分辨的指纹光谱技术,其中包括针尖增强拉曼散射光谱技术、纳米级分辨率的傅里叶变换红外光谱技术及散射式的扫描近场太赫兹光谱技术.这三种散射式的扫描近场光学显微技术在实现方式上有所不同,在近场指纹识别方面可以相互补充.该综述主要对三种近场超空间分辨指纹光谱技术的特点进行了深入地分析和比较,并且对这三种技术的研究现状及应用进行了总结.

超材料是一种人工设计的具有周期单元阵列结构的电磁材料，具有超常物理特性。基于超材料的太赫兹吸波材料在太赫兹技术领域有许多潜在的应用。简述了超材料吸波材料的理论基础，综述了国内外在单频、双频、多频带和宽带太赫兹超材料吸波材料领域的研究进展，并展望了太赫兹吸波材料研究的未来发展方向和趋势。