研制辐射功率高、噪声小、稳定性好的太赫兹(THz)源和灵敏度高、室温工作的THz探测器是推动THz技术发展的关键。本文提高了THz光电导天线的辐射功率、信噪比和稳定性，提出了THz辉光放电探测器(GDD)的工作机理并研制了GDD，具体工作如下：　　 (1)从天线芯片材料、电极材料、天线结构等方面综合设计，优化THz光电导天线性能。　　 提出THz光电导天线噪声分析理论，分析了天线噪声的来源及天线芯片材料对天线噪声的影响；利用电流瞬冲模型分析了天线芯片材料对天线辐射THz电磁波功率的影响；研究了温度对天线稳定性的影响。　　 首次提出电极与光电导天线的接触对天线辐射THz电磁波的功率和信噪比的理论分析，设计了利用THz时域光谱系统测量光电导天线中电场分布的实验，制备了具有欧姆接触电极的光电导天线，实验证实了具有欧姆接触电极的天线的电场分布均匀、击穿电压高、辐射THz波的功率高、信噪比大、稳定性好。　　 系统地从芯片材料、电极材料、电极结构、散热及绝缘保护等方面对光电导天线进行全面优化设计，所研制的150μm间隙的SI-GaAs光电导天线的最大辐射功率、信噪比和稳定性比国际通用的同类天线分别提高了1.59倍、2.95倍和14倍。　　 (2)研究了GDD在THz波段的工作原理，研制了氖灯GDD并测试了其性能，展示了GDD探测THz波的可行性，针对氖灯的不足，设计了GDD并优化了其性能。　　 提出了GDD探测THz波的机理，其机理是入射THz波增强了GDD内部放电气体的电离率，所产生的信号电流与入射THz波的功率成正比。分析了气体组分、放电电流、电路参数对GDD的响应率、噪声等效功率、响应时间的影响，为研制GDD提供理论依据。理论估算了GDD在THz波段的技术参数：响应时间为微秒量级，对频率为0.2THz的电磁波的响应率为4.4×102V/W，噪声等效功率的数量级为10-13W/Hz1/2。　　 将氖灯GDD应用于THz成像系统中，首次获得利用氖灯GDD采集的THz图像，图像的对比度和空间分辨率与利用工艺成熟的肖特基探测器采集的图像相当。针对氖灯GDD的缺点，进行优化设计，首次研制成用于THz波探测的自制GDD，其响应率和信噪比分别比氖灯GDD提高了1.64倍和4倍。