太赫兹波位于光学与电子学交叉的研究领域,由此它具有很多独特的性质,诸如低能量、相干性、高穿透性、瞬态性、光谱分辨性等特点。近年来,太赫兹波被广泛应用于食品安全检测、药品分析、国防技术和通讯等领域。太赫兹时域光谱技术(Terahertz Time-Domain Spectroscopy,简称THz-TDS)也越来越多的被应用于实际生活当中,THz-TDS系统正朝着小型化、紧凑型、便携式、商品化发展,这也正是开展本课题的原因。论文的研究工作主要包括:硬件部分:首先阐述了利用光电导天线法产生THz波,等效时间采样定理重构THz脉冲;其次是对自由空间中光纤耦合效率的研究,分析了高斯光束参数与光纤准直器结构的匹配条件,通过刀口法测量光束参数,模拟高斯光束在自由空间的传输。结合光纤准直器的结构,调节它的自由度使得高斯光束在光纤中耦合,耦合效率得以提高,从理论上分析了耦合对准误差对耦合效率的影响。最后提出了两种光学延迟线方案,完成两个系统的搭建后针对稳定性、延迟精度和耦合效率进行测试,对比并分析了实验结果。软件部分:利用虚拟仪器软件LabVIEW对系统需求的功能模块进行编程,实现了计算机与系统硬件设备进行通信与控制、步进电机的扫描、采集数据以及显示THz时域和频域波形等。系统优化:完成了光纤激光器的太赫兹时域光谱系统的搭建后,通过实验分析了偏置电压、调制频率、泵浦光功率、探测光功率、透镜位置和光电导天线对产生太赫兹时域和频域的影响,并得到了最佳信噪比,优化后的参数指标能够为实现系统仪器化提供一定的技术支持。