THz辐射在载流子动力学以及光谱学方面的应用是近年来光学研究的重要领域。本论文工作主要是采用THz时域光谱(terahertztime-domainspectroscopy,THz-TDS)技术，研究了在泵浦—探测发射实验中，半绝缘砷化镓以及镀金砷化镓表面THz脉冲的辐射机制；此外，我们也通过THz时域光谱研究了多种氨基酸分子在THz亚毫米波段的响应及其探测；最后，利用标量衍射理论，我们还讨论了菲涅耳透镜对THz脉冲传播的影响。 本论文工作的主要内容和结论为： 1.采用泵浦-探测的方法，研究在泵浦光的影响下，半绝缘GaAs(100)表面辐射的THz信号的变化及其反映的超快电子传输过程。在皮秒尺度上直接观察到了载流子俘获和静电屏蔽过程，并通过Drude理论模型拟合得到耗尽层中EL2能级俘获电子的时间常数约为20皮秒。此外，我们对相应的频谱测量以及低温测量也给予了进一步的理论分析。结果表明，THz辐射过程对载流子的密度及迁移率依赖的灵敏度远高于THz透射测量方法。 2.我们给出了镀金砷化镓晶体辐射THz脉冲特殊机制的理论解释和实验结果。基于该理论解释，设计了泵浦探测的THz发射实验以及低温实验，测量了金和砷化镓界面费米能级驰豫平衡的动力学过程。结果表明，镀金砷化镓表面辐射的THz信号的反转现象是由于内部光电发射，电子隧穿等多种超快载流子动力学过程引起的。 3.我们对若干氨基酸多晶粉末样品进行了THz波段的时域光谱测量和分析。结果发现，这些样品存在共振性质的特征响应，而且很小的分子结构差别可以导致非常不同的光谱响应。我们认为这是由于此类材料中的远红外光谱响应主要来自于由分子间相互作用决定的类声子振动模式。为了更深一步研究这些低频振动模式的来源，我们又测量了不同构象的甘氨酸的THz吸收谱和喇曼光谱，得到了上述相同的结论。 4.根据菲涅耳透镜的有关性质，当宽带光源入射经过菲涅耳透镜对物体成像时，不同波长的光具有不同的焦距。因此，不同平面上的物体可以成像在同一平面上。但在观察像平面的场分布时，需要做频谱分析找到特定波长的振幅才能观察到对应物体的象，这与普通透镜对单色波成像是一样的。我们采用计算机模拟的方法，系统研究了具有高斯空间分布的THz脉冲在经过菲涅耳透镜传播后引起的波形和空间分布的变化以及宽带THz脉冲对菲涅耳透镜层析成像的理论模型的数值模拟。此外，我们还对不同物平面上的物体成像时的相互影响进行了解析计算。