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THz波技术已经成为科学研究的新的强有力的方法,尤其是THz成像和THz波谱学在物理学、化学、生物医学、天文学、材料科学和环境科学等方面有着极其重要的应用。THz脉冲信号的测量速度是限制快速THz脉冲成像和快速THz时域频谱分析应用的主要屏障,因而研究实时显示THz-TDS系统具有重要的应用价值。本论文以实时显示THz-TDS系统为研究目标,以快速扫描光学延迟线的实现为研究重点,进行了实时显示THz-TDS系统的研究。建立了回转螺旋面的微分几何模型,首次从理论上全面分析了作为光学延迟线器件的回转螺旋面反射镜的导程、工作半径、母线倾斜角度及入射光光斑半径对光束的发散特性和对光束脉冲前的空间畸变影响,并通过引入倾斜抛物型母线回转螺旋面优化了对光束脉冲前的畸变影响;首次提出利用倾斜抛物型母线回转螺旋面反射镜实现全反射式周期性扫描光学延迟线的结构设计,我们的方案比传统的单次反射式结构增大了一倍延迟量,同时消除了单次反射式延迟线在扫描过程中由于光束平移所引入的延迟误差;提出了利用减小入射光束光斑半径来减小这种光学延迟线对光束的发散影响和对脉冲前的畸变影响。设计并实现了基于倾斜抛物型母线回转螺旋面反射镜的全反射式周期性扫描光学延迟线,并利用实验室自行搭建的Ti:sapphire飞秒激光器搭建了一套非共线二次谐波产生自相关仪。该装置的实际测量误差小于回转螺旋面反射镜导致的脉冲前畸变引起的脉冲展宽的理论值。实验证明了我们研制的周期性扫描光学延迟线的延迟量长达100ps,并比较了入射光束光斑半径对测量精度的影响。利用基于步进电机控制的光学背向反射器构成的周期性扫描光学延迟线和实验室自行搭建的Ti:sapphire飞秒激光器搭建了基于单块ZnTe晶体的实时显示THz-TDS系统。采用对多次THz脉冲信号取平均来消除噪声的办法,实现了超快THz脉冲信号的低噪声实时显示。为回转螺旋面反射镜作为周期性扫描光学延迟线的实时显示THz-TDS系统的实现奠定了基础。最后设计了由伺服电机驱动的改进型回转螺旋面反射镜作为周期性扫描光学延迟线的实时显示THz-TDS系统,并开始进行总装调试。