太赫兹波是指频率位于红外与微波之间的电磁波,由于其具有的穿透性、安全性等特性,使得在无损检测、雷达通信等领域有着重要的应用价值。在太赫兹技术应用领域中,高功率的太赫兹参量振荡源及高灵敏度的太赫兹探测是关键技术之一。本文基于太赫兹参量技术,从太赫兹波的产生、稳定性及上转换探测三个方面进行理论和实验研究。基于MgO:SLN晶体的环形腔参量振荡器,实现了高能量和宽调谐频段的太赫兹波输出;研究了参量振荡过程中斯托克斯光自参考特性,实现了太赫兹参量振荡源相对稳定性增强;利用太赫兹参量上转换技术,实现了频率可调谐太赫兹波探测灵敏度提升。本文的主要工作如下:1.进行了基于MgO:SLN晶体的环形腔太赫兹参量振荡源的理论和实验研究。理论上,分析了太赫兹参量振荡原理,推导了太赫兹参量振荡过程阈值表达式;实验上,搭建了基于MgO:SLN晶体的环形腔太赫兹参量振荡源。实验结果表明,通过调节振镜电压可以得到0.99-3.84 THz的太赫兹脉冲输出,调谐响应速度为600μs;当泵浦能量为150.03 mJ/pulse时,在1.59 THz处太赫兹脉冲最大输出能量为16.28μJ,对应的能量转换效率为1.08×10^-4。在相同实验条件下,环形腔结构的太赫兹参量振荡源的最大太赫兹输出能量是直腔太赫兹参量振荡源的2.35倍。2.进行了基于斯托克斯光自相关特性的太赫兹参量振荡源输出相对稳定性的理论和实验研究。理论上,分析了太赫兹参量振荡过程中斯托克斯光与太赫兹波的波动关联特性,并基于该特性提出了利用斯托克斯光作为自参考信号的太赫兹输出相对稳定性提升的技术方案;实验上,搭建了斯托克斯光自参考实验系统,验证了斯托克斯光与太赫兹波的波动具有自相关特性,同时,实验结果表明利用斯托克斯自参考技术可以将太赫兹波相对稳定性提高3倍。3.进行了频率调谐的太赫兹波参量上转换探测的理论和实验研究。理论上,推导了太赫兹频率上转换探测灵敏度表达式,计算得到上转换光能量随太赫兹波能量变化关系及灵敏度随太赫兹波频率的变化关系;实验上,搭建太赫兹上转换探测系统,实现了频率在1.14-1.89 THz的可调谐太赫兹波上转换探测,验证了在太赫兹波频率为1.60 THz时上转换光能量与太赫兹波能量变化之间存在线性关系,得到1.60 THz时上转换探测系统的最低探测太赫兹能量为0.71μJ。