太赫兹(THz,Terahertz)是介于微波与红外之间一段范围相当宽的电磁辐射,属于远红外波段。物质在THz波段的光谱包含着丰富的物理和化学信息,因此在该波段对物质进行波谱研究具有重要的意义。THz时域光谱技术是上世纪80年代发展起来的一种新型相干测量技术,具有较高的信噪比、时间分辨、常温测量等优点,近年来得到广泛的应用。由于生物分子的振动-转动能级落在THz波段,而且THz本身具有低能性、强穿透力等特点,使人们对其越来越感兴趣,尤其是在生物医学领域和化学领域以及无损检测和探测方面,更是得到了人们的重视。本文利用THz时域光谱技术,从实验上对几种维生素的THz光谱进行了测量和表征,并从理论上分析了其指纹特征谱的物理化学机制。论文第一章主要介绍了本课题的选题背景,说明了太赫兹辐射的产生、探测和性质以及太赫兹时域光谱技术,并在此基础上介绍了本论文的研究目的、意义及论文的结构。第二章介绍了太赫兹吸收光谱模拟的理论基础。首先概述了红外光谱,然后介绍了高斯软件的使用,其中包括理论方法和基组的选择以及高斯计算的步骤。最后,对高斯软件在太赫兹光谱模拟中的应用作了介绍。第三章是四种常见维生素的太赫兹吸收光谱分析。应用高斯软件的密度泛函理论方法,模拟抗坏血酸、硫胺素、吡哆素和核黄素,得到了其在太赫兹波段的吸收光谱,并将其与实验结果进行了比较,最后对本章内容进行了总结。第四章是烟酸、烟碱和烟酰胺的太赫兹光谱研究。从烟酸的红外光谱模拟中,通过优化分子结构进行了频率修正,最后模拟了烟酰胺的单体和二聚体并解析其吸收光谱。第五章概括了本文的主要工作,讨论了THz技术在医学无损检测应用中面临的挑战和展望。