里德堡(Rydberg)原子具有极大的极化率和电偶极矩, 并对外电场十分敏感, 因此可利用 Rydberg原子的量子干涉效应实现微波和太赫兹场的高精确度、自校准测量, 基于 Rydberg原子对太赫兹波频率上转换效应可实现太赫兹波段的实时成像。本文回顾了利用 Rydberg原子的电磁诱导透明效应和 Autler-Townes分裂现象实现对微波和太赫兹场的高精确度探测的研究进展, 以及 Rydberg原子在快速太赫兹成像方面的研究。

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。

太赫兹时域光谱仪（Terahertz Time-Domain Spectrometer, THz--TDS）在光谱学、材料表征、安检、通信等众多领域具有广阔的应用前景。介绍了一种稳定的波长为1560 nm的光纤短脉冲激光器以及一种基于该激光器的THz--TDS系统。然后用该系统对几种陶瓷基复合材料（Ceramic Matrix Composites, CMC）进行了无损检测。特别是在对热障涂层（Thermal Barrier Coating，TBC）的厚度进行检测时，实现了微米量级的精度。相比于传统方法，太赫兹波对CMC具有较强的穿透性并且应用灵活，因此提供了更好的解决方案。最后使用太赫兹异步光学采样系统（Terahertz Asynchronous Optical Sampling, THz--ASOPS）对低压水蒸气进行了高分辨率光谱分析。结果表明，光谱分辨率达到10 MHz，比传统的THz--TDS提高了100倍以上。

农产品质量安全日益受到关注。 由于传统检测方法存在耗时长、 操作复杂、 消耗大量溶剂、 成本高等问题, 因而迫切需要开发快速无损检测技术。 在电磁波谱中位于微波和红外辐射之间的太赫兹波, 因其所处波段的特殊性, 使其具有了瞬态性、 高穿透性、 宽带性、 相干性和低能性等一系列特性, 太赫兹技术可以有效反映有机生物分子的结构和性质, 作为物质“指纹”谱, 该技术逐渐应用于有机生物分子的定性、 定量分析, 在近红外光谱、 拉曼光谱、 X射线等众多光谱类快速无损检测技术中成为一种极具竞争力的新兴检测技术。 首先介绍了太赫兹波特点, 太赫兹光谱及其成像技术原理; 其次, 在其基础上总结了太赫兹数据处理一般流程及其主要步骤中的常用分析方法, 着重对定量、 定性分析步骤中模型搭建方法、 评估方法、 评估指标进行了阐述; 再次, 讨论了近几年来太赫兹技术在农产品品质检测中的几个关键领域应用和研究进展, 具体包括农药残留、 抗生素、 毒素等微量有害物质检测, 掺假、 转基因和外源异物的鉴别以及农产品内部营养成分含量预测等; 最后, 系统探讨了太赫兹技术在农产品品质检测领域尚需解决的问题, 以此为导向总结需要进一步加强的研究方向, 并对太赫兹技术在农产品品质领域未来发展作出展望。 已有研究文献表明太赫兹技术在农产品品质检测领域的有效性。 尤其, 对非极性物质不敏感的特性, 使其对已包装农产品的品质检测与评估具有得天独厚的优势。 随着机器学习、 强化学习等信息科学技术发展, 一方面进一步加强太赫兹数据分析技术研究, 通过数据自主学习, 从数据角度揭示科学规律, 构建精度更高、 运算开销更小、 实时性更强、 泛化能力更好的分析模型; 另一方面从分子振动理论出发, 结合化学、 物理学知识, 研究太赫兹光谱特性的形成机理, 并将获取的先验知识应用于分析模型的构建, 通过数据与机理二者有机结合, 提高太赫兹光谱分析软实力。 未来硬件系统开发上以便携、 低成本、 灵敏度高为目标, 最终实现太赫兹技术应用从实验室研究阶段逐渐走向商用工程化应用。

粮食芽变初始于内部胚芽部分, 萌芽早期活动发现困难, 成为制约粮食储备安全的一个瓶颈。 粮食芽变过程主要是将淀粉转化为用于生长的麦芽糖。 采用太赫兹(Terahertz, THz)成像技术, 研究不同浓度的小麦麦芽糖混合物的图像特征, 在图像中样品区域各个像素点提取出一条THz光谱, 并求平均, 得到一条平均光谱。 通过主成分分析方法(principal component analysis, PCA)前5个主成分的累计方差贡献率达到98%以上, 用前5个主成分的得分值矩阵代替原始光谱数据, 建立基于径向基核函数的支持向量机(support vector machine, SVM)定量分析模型。 对比结果表明, 太赫兹成像技术结合化学计量学方法对小麦麦芽糖含量具有较好的判别效果, 其中SVM模型获得最好的预测结果, 为通过小麦种麦芽糖含量实现对小麦芽变程度的检测, 保障粮食品质, 提升国家储藏科技水平奠定了理论和技术基础。

作为电磁波中从红外光到微波的过渡区，太赫兹波所具有的独特性能已得到了人们的广泛认识。随着太赫兹辐射源、 太赫兹探测器等单元技术研究的不断成熟，美国、欧洲和日本已率先将其应用于空间天文观测、深空探测和对地气象环境监测等领域。重点 总结了这些应用中的技术发展情况，并简要分析了太赫兹雷达与通信技术的研究状况和应用前景。

农产品品质备受关注, 而由品质变化引发的农产品安全事故频繁, 开发农产品品质的快速无损检测技术成为研究热点。太赫兹波(THz)是介于微波与红外之间的电磁辐射, 由于其独特的优势, 具有重要的科学研究价值。近年来, 随着THz辐射源和探测器研究的不断突破, 大大丰富了THz的应用研究。与其他检测技术相比, 作为一种新型检测技术, THz辐射具有安全和高信噪比等重要特征, 能获得传统检测方法无法获得的物理、 化学和生物等信息, 在质量安全检测与控制、 生物医学和通信等领域的应用前景广阔。首先介绍了THz波的概念和主要性质, 接着对THz技术在农产品品质检测应用上的研究进展进行综述, 分析THz探测技术存在的问题, 对THz技术的应用潜力进行展望, 最后提出THz技术在储粮品质检测中新的应用和广阔前景。

太赫兹数字全息成像是当前太赫兹成像技术的前沿研究方向之一，其中分辨率问题是这一领域的关键。有关数字全息分辨率的研究大多基于经典分辨率的估计方法，即两点分辨率问题，很少涉及到单点分辨率。在逆问题方法的框架下，通过对太赫兹同轴数字全息单点分辨率在不同探测器参数下的结果进行对比分析，给出了随着探测器的占空比、像素个数等参数的变化，物平面上各点分辨率的变化情况，以及单点分辨率的空间分布。研究结果对于实践中探测器参数的优化，以及评价太赫兹数字全息分辨率提高方面具有重要的意义。

随着 THz成像技术的日益发展，针对设计清晰、实时、高灵敏度、小型化及低成本 THz成像系统还比较困难的问题，从设计 THz成像系统的角度出发，就其在成像方面的特点、工作原理、组成及关键技术(包括 THz光学系统、探测器及信号处理)进行了研究，着重研究了目前 THz成像系统的新进展。并分析比较了电磁波段中 γ、X、紫外、可见光、微光、红外、 THz及毫米波各成像系统的优缺点及应用。在 THz成像系统的典型应用基础上提出了 THz成像系统未来发展方向。