随着信息化时代的飞速发展,太赫兹（THz）技术受到越来越多的研究关注,部分突破性成果已成功应用于通信、雷达、成像、谱分析等领域。太赫兹波介于微波和红外波之间,相较于微波,太赫兹波的频谱资源更加丰富,能为通信提供更高的载频、更快的速率,也能为雷达提供更大的带宽;相较于红外等更高频光波,太赫兹波具有更低的光子能量、更好的安全性、更强的穿透性。然而,受限于目前太赫兹的收发技术手段和效率,太赫兹信号的分析测量仍然十分困难,还缺乏有效的标准化方案,其中频率作为太赫兹波的最基本物理参数,研究太赫兹信号的精确频率测量方法和技术具有十分重要的科学意义和应用价值。目前已有的太赫兹频率测量方案可分为电子学与光子学两大类。电子学方案主要通过电学方式将太赫兹信号下变频到可测量的微波频段进行分析,然而受到电学器件工作带宽窄、谐波干扰严重的限制,这种方案很难用来测量超高频太赫兹信号;光子学方式也主要可分为两类,最常见的是基于飞秒激光和光电导来实现频率测量,然而这种方案存在以下问题:1、飞秒激光器通常需要复杂的锁相环结构来抑制其重复频率（重频）漂移;2、系统最终获得的信号需要电流放大器放大,然而电流放大器带宽十分有限,使频率测量的范围严格限定在采样光频梳附近的极小带宽内;3、受飞秒激光器重复频率的限制,系统无法对宽带频率变化的信号进行测量分析。除该方案外,还有部分研究者提出结合电光调制光学频率梳（Optical frequency comb,OFC,下称光频梳）、电光晶体以及平衡探测的方案进行频率测量,然而由于只实现了窄带光频梳,同时受限于平衡探测器工作带宽,最终只实现了W波段（75 GHz-110 GHz）信号的频率测量。总体来说,目前已有的频率测量方案很难实现大范围高频太赫兹信号的精确测量,急切需要寻找新的思路。基于目前的研究现状,针对太赫兹频率测量的精度需要提升,测量范围局限性大的问题,我们提出了两种新型的太赫兹频率光电测量方案。首先,我们提出了以宽带电光调制光频梳作为“标尺”的太赫兹频率测量方案,通过循环调制和多频调制的方式,在无需引入额外高非线性器件的情况下实现了带宽大于400 GHz的光频梳,并成功实现了240 GHz-381 GHz频段,精度高于1 Hz,相对误差低于3.32×10-12的频率测量。为了实现更大频率范围的测量,我们打破光电导天线（Photoconductive antenna,PCA）通常在脉冲模式下工作的固有思路,提出了基于光频梳和PCA的超宽带可重构太赫兹频率测量方案。在这部分工作中,我们建立了PCA在双波长激光照射下接收太赫兹信号的理论模型,对模型进行了MATLAB仿真,并搭建实验系统验证了单频信号和线性调频信号的精确测量,单频信号整体测量相对误差低于5×10-10,线性调频信号总频点数与频率范围测量准确,单频点停留时间测量误差低于3.5 ms。该系统方案通过调节光梳间隔和滤选梳齿可以实现带宽大于400 GHz的太赫兹频率测量,为太赫兹频率测量提供了一种新的思路。最后,由于PCA频率测量系统结构简单,不但能精确反映探测信号的幅度相位变化,同时又具有超大的响应带宽,我们研究了基于PCA频率测量系统的太赫兹连续波点扫描矢量成像,并获得了清晰的成像结果。该方案为超宽带太赫兹连续波的矢量成像提供了可行思路。综上所述,本文重点研究了太赫兹频率的精确测量技术,提出了两种新型太赫兹频率测量的光电技术方案,并分别实现了240 GHz~381 GHz、相对误差小于3.32×10-12以及10 GHz~400 GHz、相对误差小于5×10-10的高精度大范围频率测量。本文还将频率测量系统应用到了成像领域,期望能为未来太赫兹频率测量及其应用提供借鉴意义。