太赫兹科学技术是当前科学研究一个非常重要的前沿领域。太赫兹技术在物理学、材料科学、生命科学、天文学、信息技术以及国防科技等方面有着巨大的应用前景。其中太赫兹时域光谱(THz-TDS，Terahertz Time DomainSpectroscopy)技术，成为重要的太赫兹技术之一，有着广泛的应用。通过太赫兹时域光谱技术得到样品的光谱信息为时域的电场，经过傅里叶变换之后就可以得到样品频域上的幅度和相位的信息，这一特点使得此技术的应用研究得到了极大的关注。本论文的主要工作就是在实验室搭建透射式、反射式太赫兹时域光谱系统，并应用于有毒气体一氧化碳的太赫兹吸收谱、石墨烯的太赫兹透射光谱和随机圆环超材料的太赫兹反射光谱的探测。论文的具体工作内容如下:　　利用实验室中心波长1550nm的光纤飞秒激光器、光电导天线搭建太赫兹时域光谱系统。在系统中使用不同长度的色散补偿光纤提高系统的带宽，利用零级半波片提高光电导天线辐射太赫兹脉冲的功率。并在此基础上改进系统，搭建透射式和反射式太赫兹时域光谱系统。　　利用实验室设备搭建太赫兹时域光谱系统，控制系统的光程差为200mm，这样使系统的频域分辨率达到了1.5GHz，应用于一氧化碳气体的太赫兹吸收光谱的测量，得到了一氧化碳在0.4-1.2THz内的吸收峰，并将测量的一氧化碳的太赫兹吸收峰位置和JPL标准数据库进行了对比，二者吻合很好。此外对比了一氧化碳太赫兹吸收峰与短波红外吸收峰，证明了太赫兹时域光谱系统应用于一氧化碳气体探测具有更高的灵敏度。　　改进太赫兹时域光谱系统光路，使平行的太赫兹光束聚焦，测量石墨烯在1550nm激励光作用下太赫兹的透射光谱。并改变1550nm激励光的功率，发现样品的太赫兹透射率随激励光功率的增加而减小。实验证明，调控外加激励光的功率，石墨烯可应用于对透射太赫兹波的调制。　　改进太赫兹时域光谱系统光路，转动光电导天线发射器和探测器，使得太赫兹光束可以从不同的角度发射并探测。用此系统测量了随机圆环超材料不同入射角度的太赫兹反射谱以及太赫兹漫反射谱，验证了这种材料理论设计的太赫兹反射谱的带通特性。实验证明了，随机圆环超材料对一定带宽的太赫兹波具有“隐身”特性。