太赫兹波（THz）是指频率位于0.1THz~10THz范围内的电磁波，在电磁波谱上它处于微波和红外之间，它具有脉宽窄、能量低、相干性高、透过性好等优点。太赫兹时域光谱（THz-TDS）技术被广泛应用到材料无损检测、化学成分检测、安全检查等领域，并在实验力学测量领域有着巨大的应用潜力。本文基于TDS系统对THz应力测量的原理和方法进行了研究，主要包括以下几方面：改进了现有THz-TDS系统，使其能够产生任意偏振方向的THz波，并能够对产生的THz波进行调制。设计了能够安放在TDS系统中的微型加载装置，使其能够对试件进行加载并对试件内部的应力进行测量。建立了TDS测得相位延迟与试件内部主应力关系的理论模型，并研究了实验操作环节对THz-TDS系统稳定性的影响，确定了适合实验测量的空气湿度，测定了实验所用的PTFE试件的力学参数。根据理论模型，实验验证了THz波段的应力光性效应，结果表明：通过TDS系统测得THz波的折射率与应力近似成线性关系。通过实验测量了PTFE材料的应力光性系数A和B，提出了基于THz-TDS系统的应力测量原理与方法，建立了由应力引起的相位延迟的测量模式，确定了求解包含相位延迟的非线性方程组的主应力分离方法。通过单向拉伸实验与电阻应变测量方法进行了对比，实验结果表明：基于TDS的应力测量方法测量的应力小于电测方法，误差在10~20%之间。基于TDS的应力测量方法能够有效对材料内部的应力进行测量，在陶瓷等不透明材料的应力测量领域有广阔的应用前景，该方法有望成为实验力学中一种新的应力测量方法。