太赫兹波指频率为0.1—10THz、介于微波与红外辐射之间的电磁波。太赫兹波段处于电磁波谱中一个非常独特的位置,具有很多独特性质,如低能性、穿透性、“指纹”特性等,这使得太赫兹波在安全检查、环境监测、军事通信、生物医学、天文观测等领域具有非常重大的应用前景。因为太赫兹波具备如此大的实用价值和应用前景,其产生技术(太赫兹源)成为一个倍受关注的话题。而因为飞秒激光诱导空气产生等离子体辐射太赫兹波技术能够产生高强度、宽频谱太赫兹辐射并且具有远距离产生等诸多优点,正逐步成为一个研究热点。本文从基于激光等离子体的太赫兹辐射源出发,分别从理论和实验对影响太赫兹辐射产生的主要因素进行了深入而细致的研究,同时对太赫兹辐射角度分布形态以及影响太赫兹波探测的相关因素进行了分析,主要研究内容包括:(1)详细分析了基于激光等离子体产生太赫兹波的理论模型,利用双色激光产生太赫兹波的光电流模型对影响太赫兹辐射产生的主要因素,包括泵浦激光能量、双色激光相位差、双色激光偏振态等进行了模拟仿真,获得了这些因素的最佳值,为实验研究奠定了理论基础。(2)实验优化基于激光等离子体的太赫兹时域光谱系统,深入研究了激光(泵浦光、探测光)功率、BBO晶体与等离子体的距离、BBO晶体角度、斩波器频率、等离子体长度等参数对太赫兹信号强度的影响,并通过寻找各实验参数的最佳值优化实验系统,使得优化后的系统比优化前在信号峰峰值上提高了15倍,频谱范围由0.1~2.5THz拓展到0.1~5THz。(3)利用切伦科夫模型模拟了激光等离子体辐射太赫兹波的辐射强度分布,推导出辐射角度与太赫兹波波长和等离子体长度比值的关系,实验测得了不同等离子体长度条件下,太赫兹辐射强度随激光入射角度的变化关系。