随着太赫兹成像技术的不断发展及新成像方法的不断出现，高质量和高维数成像成为太赫兹成像技术的重要研究方向，受到人们的广泛关注。太赫兹层析成像（缩写CT）技术是太赫兹技术与层析成像技术的有效结合，太赫兹数字全息技术是将数字全息技术应用于太赫兹技术中，通过数值重建方法可有效提高重建图像质量，实现样本三维（缩写3D）成像。本文基于已搭建的连续（缩写CW）2.52太赫兹层析成像和太赫兹伽栢同轴数字全息成像实验装置，对两种成像方式的三维重建方法、影响成像质量因素及提高成像质量方法进行了较深入细致的仿真与实验研究。为实现高质量连续2.52太赫兹三维层析成像，对其重建方法及提高图像质量方法进行了仿真研究。给出了一种将改进迭代方法与图像处理相结合的改进太赫兹层析成像重建方法以减少所需投影方向数，并将压缩感知（缩写CS）方法应用于太赫兹层析成像图像重建中。采用聚苯乙烯材料自制的实验样本进行了太赫兹三维层析成像实验研究，对太赫兹三维层析成像的可行性进行了验证。为实现高质量连续2.52太赫兹伽栢同轴数字全息二维成像，对其重建方法及提高图像质量方法进行了仿真和实验研究。给出了一种将压缩感知方法与反色变换和分段非线性变换函数相结合的改进CS方法，并给出了将角谱法与直流抑制方法和切趾法相结合的改进解析方法。采用表芯齿轮样本和手写字样本进行提高太赫兹伽栢同轴数字全息二维成像质量方法实验研究，并与仿真结果进行了对比。为实现连续2.52太赫兹伽栢同轴数字全息三维成像，首先对压缩感知重建方法参数选择进行了仿真。然后对样本三维重建过程中重建平面与样本真实位置发生偏移时对三维重建质量影响进行了仿真研究，并给出了结合反色变换、全息图扩展后切趾和分段非线性变换函数的改进CS三维重建方法。基于已搭建的2.52太赫兹伽栢同轴数字全息成像系统，对自制的印制电路板样本和手写字样本进行了实验测量与重建，对连续2.52太赫兹伽栢同轴数字全息三维成像的可行性进行了验证。