太赫兹波的研究受限于两大因素，即没有有效的产生源和缺乏足够灵敏的探测手段，超快激光技术的发展突破了这些束缚，引发了太赫兹波的研究热潮。其中太赫兹波的探测，尤其是单脉冲太赫兹波的探测在很多实验和研究中是相当重要的。目前有很多研究者都提出过探测单脉冲太赫兹波的方法，但这些方法中大多数能够探测的是独立时间维度或者空间维度的太赫兹波。本论文中首次提出基于光谱全息理论可实现单脉冲太赫兹波三维时空探测的系统，并通过模拟验证了该系统的可行性。论文的主要内容如下:　　 1.首次提出并详细描述了基于光谱全息的单脉冲太赫兹波测量系统。在该系统中，单脉冲太赫兹信号通过电光晶体被加载到经啁啾展宽的飞秒脉冲(2ps)上，此后携带了太赫兹信号的飞秒脉冲与参考光同时经过二维达曼光栅和干涉带通滤波片分束滤波之后成为9个具有不同中心波长、不同传播方向的参考光和物光对，这9对参考光和物光分别干涉形成9幅子全息图被记录在单色CCD的一帧图像上，得到包含9幅子全息图的复合全息图。然后采用空间滤波、快速傅里叶变换等数字计算方法从复合全息图中重构了被测太赫兹信号。　　 2.对上述单脉冲太赫兹波的探测过程进行了数值模拟和验证。首先模拟了啁啾飞秒脉冲展宽的过程，将100fs脉宽的脉冲展宽到了2ps，展宽之后与太赫兹脉冲进行了耦合。然后模拟并设定好二维达曼光栅以及干涉带通滤波片的各个参数。接着模拟了参考光分别与不含太赫兹信息的物光和含有太赫兹信息的物光经过衍射、分束、滤波、干涉之后形成一幅背景复合全息图和一幅含有太赫兹信息的复合全息图的过程，每幅复合全息图中都包含9幅子全息图。最后根据模拟过程的逆过程，采用数值方法重构了太赫兹信号。模拟结果表明，重构的太赫兹信号的时空分布和对应的原始太赫兹信号的时空分布基本一致，从而验证了此探测方法的有效性。　　 3.讨论了所提出的探测方法中各个器件参数对于重构结果的影响。首先讨论了二维达曼光栅的突变点位置、周期与分束效果的关系，然后讨论了干涉带通滤波片的结构、折射率与滤出波的中心波长的关系，以及这两个器件的空间方位对滤出波中心波长的影响。模拟结果表明:二维达曼光栅的突变点位置决定了分束比，分束越多能量分布越均匀;光栅周期决定了分束的空间方位，周期越小，衍射角越大。干涉带通滤波片的高、低折射率的取值将影响滤出波的中心波长。此外，光束入射干涉带通滤波片的角度是由达曼光栅和滤光片的倾斜角决定的。二维达曼光栅的倾斜角越大，滤出波的中心波长越相互靠拢;干涉带通滤波片的倾斜角越大，滤出波的中心波长越大。