太赫兹波是对频率在0.1-10THz范围内的电磁波的总称。它兼具了微波与红外波的某些特性,具有光子能量低、选择穿透性、指纹特性、水敏感性等特点,这使得太赫兹波的成像在生物医学、安检、工业探伤等领域具有广阔应用前景。而太赫兹波段的探测手段较为匮乏,无法实现实时的成像,这极大的制约了太赫兹波成像技术的发展。压缩感知技术是一种新型的信号采样理论,能够在远低于奈奎斯特采样率下实现信号的采样的复原,大幅度减小数据采样时间。将压缩感知技术应用到太赫兹波成像则能够缩短采样时间,大幅度减少成像时间。且以单个的探测器就能快速的实现二维的成像,使得该方法具有成像速度快、成本低、结构简单等优点。本文主要介绍了一种基于压缩感知技术的太赫兹波成像系统。从理论和实验上分析并验证了其实用性,分析影响成像质量的因素,并设计了提高压缩感知成像质量的方案。论文的主要创新点包括:1.设计了相邻掩模矩阵共用的金属镂空结构的掩模板,使得调制深度达到了100%,同时极大的简化了掩模板需要大量制作的繁琐过程,提高了掩模矩阵的切换速度,消除了切换过程中带来的光路准直问题。2.将小型化可调谐的太赫兹参量振荡辐射源与压缩感知成像结合,实现了对1.0-2.2THz范围的太赫兹波成像,为小型化太赫兹波成像系统的发展提供了参考。3.针对太赫兹辐射稳定性较差的问题,设计了透反射相结合的成像方案。双路探测器测得的辐射总和为辐射源到掩模板的辐射总量,将其归一下即可消除辐射稳定性差对成像结果的影响。同时双路数据作减,则起到提高调制深度的作用,进一步提高成像信噪比。4.对生物组织样本进行了太赫兹波压缩感知成像的研究。太赫兹波在生物医学成像上具有极为广阔的应用前景,压缩感知技术的应用大幅度减少成像时间,为快速的太赫兹波生物医学成像探索提供了重要思路。