近年来备受人们关注的毫米波太赫兹由于其带宽宽、方向性好、空间和时间分辨率高等优点,在宽带通信、雷达系统、电子对抗、生物医学成像以及安全检查等诸多领域有着广泛的应用前景。与固态器件相比,基于真空电子学的毫米波太赫兹器件在输出功率、工作带宽、电子效率等方面具有明显优势,在高频率电子装备等应用系统中具有不可替代性。然而随着器件的工作频率由微波频段拓展到毫米波和太赫兹频段,由于尺寸的共渡效应,使得毫米波太赫兹器件的研制成为制约系统发展的瓶颈之一。为了提高真空电子器件的工作频率、输出功率,拓展真空电子器件的工作频带,就必须使用新材料、新结构、新工艺和新机制。本报告将从自由电子的电磁辐射机制出发,探讨制约毫米波太赫兹器件发展的关键因素,分别介绍基于切伦科夫辐射、Smith-Purcell效应、电子回旋谐振脉塞、离子通道聚焦机制的毫米波太赫兹辐射源的国内外进展。在此基础上,介绍毫米波太赫兹辐射源在毫米波致热超声成像和太赫兹光学相干成像方面的应用,为拓展真空电子器件在生物电磁学领域的应用提供新思路。