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本文利用透射式和反射式THz-TDS系统测量了石英玻璃和水的太赫兹时域谱，然后用误差传播理论分析了利用时域谱提取这些介电材料太赫兹光学参数的误差。同时，对热变性过程中蛋白质的太赫兹谱进行了一阶Debye模型拟合分析，发现弛豫时间符合满足Arrihenius方程，拟合得到活化能为33.12×103J/(K．mol)，可定量给出缩宫素加热变性过程的难易程度，分析过程中利用Levenberg-Marquardt算法分析了Debye模型与介电谱参数的拟合误差和Arrihenius方程的拟合误差。 1、用透射式THz-TDS系统测量石英玻璃的太赫兹光学参数，并对测量进行了误差分析。没有样品时氮气的太赫兹脉冲作为参考信号，垂直通过石英玻璃的太赫兹脉冲作为样品信号。将时域信号变换到频域后相除得到传递函数，经过推导得到光学参数，结合误差传播理论得到了传递函数的幅度和相位标准差。为了得到样品光学参数误差，将样品厚度误差考虑进去，得到了石英玻璃的光学参数误差。实验中石英玻璃厚度为1.2451μm。实验中测量温度为25.1℃，对参考信号和样品信号各测量了8次。从实验仿真结果得到结果为，折射率在0.2~2.0THz范围内波动范围很小，在1.945~1.950之间，吸收率在0.2~0.6THz之间很小，不到0.5。而吸收率在0.6~2.0THz之间以指数函数形式缓慢上升，在1.9THz左右达101cm-1以上。总体来说石英玻璃在THz波段的折射率非常稳定，而且吸收率较小，可作为测量液体及气体THz谱较为理想的容器。本章节内容已发表在《红外与激光工程》2015年44卷4期。 2、本章利用垂直反射式太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)测量了水的THz光学参数并对测量误差进行了分析。测量过程中把高阻硅片的空气-硅表面作为参考信号，硅-水表面最为样品信号，通过两者之比的传输函数计算得到了水的THz折射率和吸收率，然后应用误差传播理论分析了这些光学参数的误差。高阻硅片的厚度为2.525mm，厚度测量误差为1um，实验中一共进行了12次测量。结果发现折射率和吸收率误差中由多次测量引入的随机误差在0.1~1.1THz范围内基本不变，而在接近0.1THz和1.1THz处误差变大，即呈现U型分布。这说明在接近0.1THz和1.1THz时THz-TDS仪器的测量灵敏度下降。将所有误差均考虑在内时，总的误差主要由高阻硅片厚度误差-d和折射率误差-n1决定。该方法同样适用于类似的垂直反射式THz-TDS系统提取其它材料的THz光学参数及其误差分析。本章节所涉及内容已发表在光电子激光，2015年26卷1期。 3、利用太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)测量得到缩宫素在25℃~107℃加热变性过程的吸收谱和折射率谱，发现缩宫素在0.2-2THz波段存在较强的吸收但特征并不明显，并且加热过程中吸收率及折射率逐渐减小，变性后返回室温测量的参数与107℃时非常接近。然后缩宫素加热变性过程的介电谱被一阶Debye模型拟合，发现加热过程中分子发生脱水和折叠结构改变伴随显著的THz波段的偶极矩变化，对应弛豫时间随着温度的升高而逐渐变大，因此加热变性是构象渐变过程。同时弛豫时间随温度变化满足Arrihenius方程，拟合得到活化能为33.12×103J/(K．mol)，可定量表征缩宫素加热变性过程的难易程度。其间利用Levenberg-Marquardt算法分析了Debye模型参数的拟合误差和Arrihenius方程的拟合误差。