太赫兹波在毫米波与红外波之间，因此也被称为毫米波或红外波。由于缺乏激发及探测太赫兹波的有效方法，所以人们对于太赫兹波特性的了解比较少，常常被称为电磁波中的“太赫兹间隙”。太赫兹时域光谱（THz-TDS，Terahertz Time Domain Spectroscopy）技术是一种新兴的、有效的时间分辨相干探测技术，已成为重要的太赫兹技术之一。使用太赫兹时域光谱系统获得样品的时域信号，经快速傅里叶变换之后得到样品在频域上的振幅和相位信息。太赫兹时域光谱技术具有瞬态性、宽频带、相干性、低能性、无损探测、高信噪比、稳定性等特点，这些特点使 THz-TDS技术在近些年来得到了广泛的应用。　　目前的太赫兹时域光谱系统大多是在自由空间中搭建，由于其结构复杂、稳定性差、对环境要求高、占用体积大、用一段时间之后就需要进行光路调整等缺点，不方便携带及运输，对于透射式 THz-TDS与反射式 THz-TDS往往不能搭建在一套系统中。为了克服现有系统的缺点，我们设计并搭建了全光纤透反射一体式太赫兹时域光谱系统和便携式太赫兹时域光谱系统。并将搭建好的太赫兹时域光谱系统应用于成像实验、检测中。论文的具体工作内容如下：　　与北京大学施可彬教授组合作，设计并搭建了一套1550nm的飞秒光纤激光器，激光器能够稳定的工作在1550nm波段，输出的飞秒光的平均功率为79mW，重复频率为98MHz，脉冲宽度小于100fs。　　设计并制作可旋转导轨，将可旋转导轨应用在全光纤透反射一体式THz-TDS中。使用半导体氦氖激光器搭建太赫兹光路准直模块，模块中氦氖光的传输路径与太赫兹的传输路径相同。经优化的太赫兹时域光谱系统的性能不输于商业化的产品：信噪比大于27dB；动态范围大于60dB；频率宽度大于3THz；平行光束的直径为7mm；太赫兹光束聚焦斑的半高全宽为1.83mm；信号的稳定性非常高。将搭建好的系统应用于等相位成像，重构出来的太赫兹图像具有很好的对比度和成像效果。　　设计并搭建便携式太赫兹时域光谱系统，改进太赫兹时域光谱系统光路，将延迟线装置在太赫兹光路中，简化系统结构并提高了稳定性。将此系统应用于水泥块空洞检测，实验证明，太赫兹时域光谱系统能够清晰展现空洞轮廓，在缺陷检测方面具有很好的应用前景。