太赫兹波通常指频率在0.1THz-10THz范围内的电磁波,它位于电磁频谱的微波和红外波之间。太赫兹波的光子能量较低,在1THz频率只有约4me V,相较于X射线,太赫兹辐射不会因电离问题而破坏被检测物体,因此可用于活体生物组织等物体的检测。此外,太赫兹波对诸多非极性材料（例如介电材料、塑料、纸箱、布料和其他包装材料）具有较强的穿透力,可以通过检测它穿透物体后的相位变化来感知物体的相关信息。由于这些独特特征,太赫兹辐射在成像和检测等领域具有广泛的应用潜力。太赫兹成像系统往往可以分成电子学太赫兹成像系统和光子学太赫兹成像系统。电子学成像系统中的太赫兹源是用全电子的方式产生的,结构较为简单、集成度较高,但是产生的太赫兹信号的相位噪声比较大,信噪比容易受到倍频器件等影响。光子学太赫兹成像系统多采用外差式光生太赫兹波方案,这种方案产生的太赫兹信号具有较高的信噪比,具有更高的太赫兹相位成像精度。但是,光子学太赫兹成像系统中激光源的相位噪声仍然对太赫兹成像性能有严重的影响。针对上述问题,在本论文中,我们提出一种自混频检测的光子太赫兹连续波矢量成像系统,消除光生太赫兹相位噪声的影响,并进行样品厚度的实验验证性测量。该系统中的太赫兹信号采用微波光子技术生成,采用肖特基势垒二极管检测接收,通过自混频接收可以消除基于自由运行激光器拍频产生的太赫兹相位噪声。验证实验采用抑制载波的双边带调制生成双音光信号,在单行载流光电二极管的光混频探测下产生频率为300GHz的太赫兹信号。基于锁相放大器输出的相位信息,对多个具有不同厚度的样品进行了成像实验和厚度检测,测得的厚度误差约为3.84%。太赫兹成像系统的噪声主要来源于激光器和单行载流光电二极管中,本论文利用均值滤波和中值滤波方法对太赫兹图像进行了去噪,还利用灰度变换、频域、形态学图像增强方法对太赫兹图像进行了增强处理。